污水总氮超标是水处理过程中常见的问题，主要源于氮元素在污水中的多种存在形式（如氨氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮等）未能被有效去除。以下是总氮超标的主要原因及相应的处理方法：
污水总氮超标的主要原因
进水负荷过高
工业废水混入：某些工业废水（如化肥、制药、食品加工、养殖等）含有极高浓度的有机氮或氨氮，超出污水处理厂的设计处理能力。
生活污水变化：人口增长、饮食结构变化（高蛋白摄入增加）导致生活污水中氮含量上升。
雨污混流：雨水携带地表污染物（如化肥、动物粪便）进入污水系统，造成氮负荷冲击。
生物脱氮过程受阻
碳源不足：反硝化过程需要充足的碳源（如BOD、COD）作为电子供体。若进水碳氮比（C/N）过低（通常<4），反硝化不彻底，导致硝态氮积累。
溶解氧（DO）控制不当：
好氧区DO不足，影响硝化细菌将氨氮氧化为硝态氮。
缺氧区DO过高，会抑制反硝化菌活性，阻碍硝态氮还原为氮气。
pH值不适：硝化过程适宜pH为7.5-8.5，反硝化为6.5-7.5。pH过低或过高都会抑制相应微生物的活性。
温度影响：硝化菌和反硝化菌对温度敏感。水温低于15℃时，硝化速率显著下降；低于5℃时基本停止。高温（>35℃）也可能抑制菌群活性。
有毒有害物质：重金属、酚类、氰化物、高浓度盐分等会抑制或毒害硝化菌和反硝化菌。
污泥龄（SRT）不足：硝化菌（尤其是亚硝酸盐氧化菌）属于自养菌，生长缓慢，需要较长的污泥龄（通常>10-15天）。若排泥过频，SRT过短，硝化菌无法在系统中有效富集。
工艺设计或运行管理问题
工艺选择不当：现有工艺（如仅A/O、传统活性污泥法）脱氮效率有限，难以应对高氮负荷或高标准排放要求。
水力停留时间（HRT）不足：硝化和反硝化都需要足够的时间，HRT过短导致反应不充分。
混合液回流比（R）不足：内回流比过小，导致缺氧区硝态氮浓度不足，影响反硝化效率。
设备故障或老化：曝气系统效率下降、回流泵故障、搅拌器失效等。
污泥问题
污泥膨胀或流失：导致活性污泥系统中功能菌群数量减少。
污泥老化：老化的污泥活性差，脱氮效率降低。
污水总氮超标的处理方法
优化现有生物处理工艺
调整运行参数：
精确控制DO：好氧区DO控制在2-3 mg/L，缺氧区DO<0.5 mg/L。
调节pH：通过投加碱度（如NaHCO₃、NaOH）维持硝化所需碱度（每氧化1g NH₄⁺-N约消耗7.14g CaCO₃碱度）。
优化SRT：根据水温调整排泥量，确保硝化菌有足够的生长周期。
提高HRT：在允许范围内延长水力停留时间。
增大内回流比：通常控制在200%-400%，以保证足够的硝态氮进入缺氧区。
补充碳源：对于C/N比低的污水，投加外部碳源（如乙酸钠、甲醇、葡萄糖、复合碳源）以促进反硝化。需注意投加量，避免过量导致出水COD超标。
改善混合与传质：确保缺氧区搅拌充分，避免死角；提高好氧区曝气效率。
升级改造脱氮工艺
采用强化脱氮工艺：
A²/O工艺：在A/O基础上增加厌氧区，兼顾脱氮除磷。
氧化沟（Orbal, Carrousel）：通过沟型设计实现好氧-缺氧环境，具有较长SRT，脱氮效果好。
SBR及其变种（如CASS, CAST）：通过时间序列控制，实现厌氧、缺氧、好氧交替，脱氮效率高。
MBR（膜生物反应器）：可维持高污泥浓度和长SRT，强化脱氮能力。
短程硝化-反硝化（SHARON）：控制条件使氨氮只氧化到亚硝态氮，然后直接反硝化，节省能耗和碳源。
厌氧氨氧化（Anammox）：利用厌氧氨氧化菌直接将氨氮和亚硝态氮转化为氮气，能耗和碳源需求极低，适用于高氨氮废水。
增设后置反硝化滤池（Denitrification Filter）：在生物处理单元后设置以石英砂、活性炭或陶粒为滤料的滤池，投加碳源进行深度反硝化，可有效去除硝态氮。
物化处理方法（作为补充或应急）
化学沉淀法（鸟粪石法）：投加Mg²⁺和PO₄³⁻，与NH₄⁺生成鸟粪石（MgNH₄PO₄·6H₂O）沉淀，可回收氮资源，适用于高浓度氨氮废水。
折点加氯法：投加过量氯或次氯酸钠，将氨氮氧化为氮气。成本高，可能产生消毒副产物，多用于应急或小水量处理。
离子交换法：利用沸石等离子交换剂去除氨氮，适用于低浓度、小水量。
吹脱法：调节pH至碱性，通过曝气将氨氮以NH₃形式吹脱。适用于高浓度氨氮，但可能造成空气污染，需处理尾气。
源头控制与管理
严格管控工业废水：对排入市政管网的工业废水进行预处理监管，防止高氮废水冲击。
完善雨污分流：减少初期雨水对污水处理厂的冲击负荷。
加强监测与预警：实时监控进水水质、关键工艺参数和出水指标，及时发现问题并调整。
解决污水总氮超标问题，应首先分析超标原因（是负荷冲击、工艺缺陷还是运行问题），然后采取针对性措施。优先考虑优化现有生物系统的运行管理（如补碳源、调DO、控SRT），若效果不佳，则需考虑工艺升级改造（如增加缺氧区、采用SBR、增设反硝化滤池等）。对于特定情况，也可辅以物化方法。长远来看，源头控制和精细化管理是保障稳定达标的关键。