欄目導(dǎo)讀

中國科技核心期刊《凈水技術(shù)》關(guān)注我國供排水和工業(yè)水處理生產(chǎn)一線的實(shí)際問題，打造一線生產(chǎn)技術(shù)人員實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的分享平臺。本欄目內(nèi)容主要選自發(fā)表于《凈水技術(shù)》“供排水企業(yè)運(yùn)行及管理成果專欄”的原創(chuàng)論文或由《凈水技術(shù)》情報(bào)資訊板塊精選翻譯的國外經(jīng)典文獻(xiàn)，供同行交流參考。

本期摘要

氨氮、亞硝酸鹽等含氮物質(zhì)是現(xiàn)代自來水處理工藝中被非常重視的污染物質(zhì)，不同于微生物或無機(jī)顆粒物，對含氮物質(zhì)的有效控制一直是水廠中很重要的話題。了解如何使用不同類型的過程控制測試來檢測原水中存在的硝化作用，可以指導(dǎo)水廠生產(chǎn)運(yùn)行人員采取不同的應(yīng)對措施。

點(diǎn)擊圖片，訂閱《對標(biāo)國際·供水實(shí)踐進(jìn)展》

當(dāng)大多數(shù)水廠生產(chǎn)運(yùn)行人員聽到硝化這個詞時(shí)，他們知道這一定是一個他們并不想在制水系統(tǒng)中處理的水質(zhì)挑戰(zhàn)，因?yàn)椴⒉淮嬖诤唵蔚姆椒▉硗耆@個水質(zhì)問題。硝化作用是一個自然的微生物過程，在條件適宜的情況下會導(dǎo)致重大的水質(zhì)問題。如果有正確的水質(zhì)監(jiān)測手段，并適當(dāng)調(diào)整輸配系統(tǒng)的操作，這也可以是一個可控的問題。所有的加氯系統(tǒng)和原水中氨含量較高的供水系統(tǒng)都需要考慮硝化作用的預(yù)防和控制。

生產(chǎn)運(yùn)行人員可以在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場使用過程控制測試來監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，他們可以使用所得到的數(shù)據(jù)來簡單判斷系統(tǒng)中硝化作用的進(jìn)展情況，以及在看到出現(xiàn)預(yù)警信號后該如何處理。本文討論了實(shí)驗(yàn)室過程控制測試如何幫助生產(chǎn)運(yùn)行人員了解硝化的跡象和癥狀，如何根據(jù)數(shù)據(jù)信息來減少其影響，以及可能的緩解對策。建議讀者與當(dāng)?shù)卣献鳎槍λ麄兊木唧w條件做出最佳的消毒應(yīng)用和硝化作用的補(bǔ)救決定。

*硝化作用是一個自然發(fā)生的微生物過程，通過這個過程，還原的氮化合物（主要是氨）被依次氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。生產(chǎn)運(yùn)行人員可以使用過程控制測試來確定硝化作用在其系統(tǒng)中可能的進(jìn)展情況，以及在看到預(yù)警信號時(shí)決定該如何做。

硝化作用和氯污染系統(tǒng)

硝化作用是擁有兩個步驟的生物過程，氨（NH3）被氧化，這意味著它失去電子并與氧氣結(jié)合。第一步涉及氨氧化細(xì)菌（AOBs），如亞硝化單胞菌、亞硝化球菌和亞硝化螺旋體，在溶解氧（DO）和堿度存在的情況下，將NH3氧化為亞硝酸鹽（NO2-）（圖1）。第二步涉及亞硝酸鹽氧化細(xì)菌（NOBs），如硝化細(xì)菌和硝化孢子菌，將NO2-轉(zhuǎn)化為硝酸鹽（NO3-）。

圖1

輸配系統(tǒng)中的硝化作用

硝化作用是兩個步驟的生物過程，通過這個過程，氨（NH3）被氧化。

使用氯胺作為二級消毒劑的飲用水系統(tǒng)尤其面臨風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槁劝窌S著時(shí)間的推移而降解，而游離氨的濃度會隨著降解的發(fā)生而增加。游離氨可以作為硝化細(xì)菌的食物來源，隨著硝化作用的發(fā)展和微生物數(shù)量的增加，導(dǎo)致水質(zhì)的整體退化。硝酸鹽是硝化作用的最終產(chǎn)品，不容易降解，當(dāng)反硝化細(xì)菌不存在時(shí)，輸配系統(tǒng)中硝酸鹽的濃度會升高，造成水質(zhì)問題和潛在的對健康的有害影響（如藍(lán)嬰綜合癥）。輸配系統(tǒng)入口處的硝酸鹽-N的最大污染物水平（MCL）是10毫克/升；然而，不同的司法管轄區(qū)管理方式不同，有的只對輸配系統(tǒng)入口處進(jìn)行監(jiān)管，而其他地區(qū)則對整個飲用水系統(tǒng)都要進(jìn)行監(jiān)管，因此請務(wù)必了解當(dāng)?shù)氐牧⒎ㄒ蟆?/p>

什么導(dǎo)致了硝化作用

硝化作用的根本原因是存在適合硝化細(xì)菌繁殖的溫度（>14°C），有游離氨的存在（>0.1毫克/升，作為硝化細(xì)菌增殖的食物），以及消毒劑殘留量（如氯胺）減少到不足以使硝化細(xì)菌失活的水平。可導(dǎo)致硝化作用的水質(zhì)參數(shù)和條件包括以下幾點(diǎn)：

輸配系統(tǒng)入口處的氯-氨氮（Cl2：NH3-N）質(zhì)量比不合適。形成一氯胺的完美化學(xué)比例是5.07:1，并假設(shè)水中沒有氯的需求，只有一氯胺的生成，這兩種情況在典型的飲用水源中是不現(xiàn)實(shí)的。重要的是要確保水的初始氯需求在水廠內(nèi)得到滿足，這樣就可以在輸配系統(tǒng)入口處之前形成穩(wěn)定的氯胺殘留物。典型的Cl2:NH3-N投加比例從4.5到5.0不等，這取決于混合情況和由總氯、一氯胺、游離氨和總氨監(jiān)測的殘留穩(wěn)定性。理想情況下，在輸配系統(tǒng)入口處，一氯胺的濃度應(yīng)在總氯的10%以內(nèi)，游離氨的濃度應(yīng)最小（以NH3-N計(jì)小于0.05mg/L）。

輸配水系統(tǒng)中消毒劑的殘留量不足和存在游離氨。當(dāng)水通過輸配系統(tǒng)時(shí)，由于滯留水和管壁的反應(yīng)，消毒劑殘留水平可能會下降。殘余消毒劑濃度的下降通常發(fā)生在停留時(shí)間長、混合不充分的儲水箱內(nèi)以及輸配水系統(tǒng)的管道內(nèi)。氯胺的降解會釋放出游離氨，然后可能引發(fā)硝化作用。因此，對整個輸配系統(tǒng)的關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，如游離氨、總氨、NO2-、NO3-、單氯胺、總氯、溫度、pH值和三磷酸腺苷/異養(yǎng)板計(jì)數(shù)（ATP/HPC）進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測，對于識別正在或可能發(fā)生硝化作用的區(qū)域/設(shè)施至關(guān)重要。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)生硝化反應(yīng)的情況時(shí)，需要采取補(bǔ)救措施，如提高消毒劑的殘留量、消除游離氨、降低水齡等，以防止或減輕硝化事件的發(fā)生。

影響氯胺殘留物的物理水質(zhì)參數(shù)。溫度、pH值和堿度等水質(zhì)參數(shù)會影響硝化的速度。較高的水溫會增加消毒劑殘留物的降解和微生物的活性。較低的pH值（低于7.6）和較高的堿度（溶解的無機(jī)碳和碳酸鹽[CO32-]）同樣會加速氯胺殘留物的降解，釋放出自由氨，從而引發(fā)硝化作用。對整個輸配系統(tǒng)中的這些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，有助于操作人員識別或防止輸配系統(tǒng)中的硝化現(xiàn)象。

硝化細(xì)菌也有一個最佳的pH值范圍。對于AOBs，它是7.0至8.0，而對于NOBs，它是7.5至8.0。使用這些最佳pH值范圍，如果pH值增加到9.0，那么就會干擾硝化細(xì)菌的繁殖能力。

最重要的緩解策略是監(jiān)測并根據(jù)過程控制測試采取預(yù)防措施，無論是在水廠內(nèi)還是在輸配系統(tǒng)內(nèi)。

有用的指標(biāo)

AWWA實(shí)踐手冊M68《輸水系統(tǒng)水質(zhì)》（www.awwa.org/M68）的第二版修訂工作正在進(jìn)行中，其中包括過程控制測試以及水質(zhì)參數(shù)的變化如何表征硝化反應(yīng)正在發(fā)生的可能性。典型的硝化作用引起的水質(zhì)變化將在以下章節(jié)中解釋，并在圖2中強(qiáng)調(diào)。

圖2 硝化潛力

水質(zhì)參數(shù)變化反應(yīng)硝化潛力。

溫度。溫度是大多數(shù)硝化反應(yīng)發(fā)生與否的關(guān)鍵。較高的溫度通常允許化學(xué)反應(yīng)和微生物生長的速度增加。因此，當(dāng)水溫較高（>14°C）時(shí)，硝化作用發(fā)生得更快。在溫暖的月份里，工藝控制策略應(yīng)該啟動。水廠的消毒在溫度較高時(shí)更有效，但也會使氯胺更快降解。反過來，輸配系統(tǒng)中消毒劑的快速減少使得生物再生長增加，或者可能表明系統(tǒng)中微生物負(fù)荷的增加。

微生物測試。HPC和ATP水平是有用的參數(shù)，但在大多數(shù)的過程控制實(shí)驗(yàn)室中不常見。盡管了解這些參數(shù)對硝化過程的影響很有幫助，但沒有必要馬上就進(jìn)行初步判斷。ATP/HPC的增加是微生物增長的一個指標(biāo)，人們普遍認(rèn)為水質(zhì)會隨著微生物的增長而下降，從而成為硝化潛力增加的信號。

pH值。pH值最常見的是使用臺式或手持式儀表的組合電極來監(jiān)測。pH值的下降可以表明微生物活動水平的提高，因?yàn)橛腥芙庑缘亩趸迹–O2）被產(chǎn)生，并且由于細(xì)胞呼吸作用而使?jié)舛仍黾印Ｔ谳斉湎到y(tǒng)中，除非堿度很高，否則水通常會隨著水齡的增加而變得更酸，因?yàn)槿芙庑缘亩趸紩c水反應(yīng)形成碳酸（H2CO3）。同時(shí)，由于硝化細(xì)菌對堿度（溶解的無機(jī)碳，CO32-）的消耗，緩沖能力也隨之下降。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)采取行動糾正這個問題。參見本文后面的緩解策略部分，如果需要對pH值做出反應(yīng)，請參考圖3的流程圖。對于有條件的管道、死角和服務(wù)管線，生產(chǎn)運(yùn)行人員應(yīng)注意這種局部的pH值下降有可能導(dǎo)致腐蝕問題（鉛、鐵和錳），并導(dǎo)致客戶投訴。

圖3 過程控制測試和緩解措施

流程圖告訴生產(chǎn)運(yùn)行人員應(yīng)該監(jiān)測哪些硝化參數(shù)，以及根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)該做什么。

*白色

溫度的范圍對于硝化菌的繁殖是否理想？

檢查總氯的殘留量，是否正在減少？

檢查pH值和堿度的情況，是否在正常的范圍內(nèi)？

檢查一氯胺的濃度情況，是否正在減少？

檢查游離氨的濃度情況，是否正在增加？

檢查NO2-和NO3-的濃度情況，是否正在增加？

水箱中的儲水的利用率，是否每天都能達(dá)到50%以上？

*紅色

繼續(xù)進(jìn)行例行的主動性過程控制監(jiān)測。

*藍(lán)色

在輸配系統(tǒng)的進(jìn)口處將pH值提高到9.0。

通過增加氯消毒劑投加量調(diào)整氯胺比，并確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行正常。

在受影響的區(qū)域內(nèi)開啟單向的沖洗作業(yè)，是否有效？

儲水箱的水位每天都能達(dá)到50%以下，是否能夠做到？

作為最后手段，調(diào)整輸配系統(tǒng)的消毒劑為游離氯，并通知重要客戶

堿度。堿度對生產(chǎn)運(yùn)行人員來說是一個很容易進(jìn)行的分析項(xiàng)目，可以提供有價(jià)值的反饋，說明它是否正在被用作硝化細(xì)菌代謝的碳源。堿度最常用的監(jiān)測方法是在現(xiàn)場使用手持式測色儀或便攜式平行分析儀，或在實(shí)驗(yàn)室使用電位滴定法。氧化1毫克/升的氨氮需要8.6毫克/升的碳酸氫鹽（HCO3-）。因此，AOB和NOB可以大大降低輸配系統(tǒng)的堿度和緩沖能力，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生NO2-和NO3-。

氯胺。最常見的是在現(xiàn)場使用手持式測色儀或便攜式平行分析儀來監(jiān)測氯胺，或在實(shí)驗(yàn)室使用安培滴定法。總氯和/或一氯胺殘留量的減少是一個早期警告信號，因?yàn)橄緞┑臏p少，硝化作用正在發(fā)生。隨著一氯胺的降解，游離氨被釋放出來，并作為微生物的“食物”來源，因?yàn)樗谎趸纬蒒O2-。下降也可能表明在部分輸配系統(tǒng)中存在有機(jī)負(fù)荷（如生物膜），提高了需求量，從而導(dǎo)致殘留量降低。如前所述，形成一氯胺的理想Cl2：NH3-N質(zhì)量比為5：1。

游離氨和總氨。游離氨和總氨最常用的監(jiān)測方法是在野外使用手持式測色儀或便攜式平行分析儀，或在實(shí)驗(yàn)室使用離子選擇電極或分光光度計(jì)。總氨的總體下降是一個早期預(yù)警信號，表明硝化作用正在進(jìn)行，因?yàn)镹H3被氧化形成NO2-。當(dāng)一氯胺被還原時(shí)，可能會觀察到游離氨的初始峰值，但在硝化細(xì)菌的存在下，游離氨會很快被氧化。NH3的氧化是硝化過程中的限制性步驟。無論是細(xì)菌的調(diào)節(jié)還是與氧化劑的反應(yīng)，NO2-轉(zhuǎn)化為NO3-的速度都很快。

亞硝酸鹽。最常見的是在野外/實(shí)驗(yàn)室使用手持式測色儀或便攜式平行分析儀，或在實(shí)驗(yàn)室使用分光光度計(jì)來監(jiān)測NO2-。NO2-最初的輕微增加，隨后的減少，是硝化作用正在進(jìn)行的信號。硝化細(xì)菌會迅速氧化NO2-，所以應(yīng)盡快完成監(jiān)測。如果需要進(jìn)行亞硝酸鹽反應(yīng)，請參見緩解策略部分并參考圖3。

硝酸鹽。最常見的是在現(xiàn)場/實(shí)驗(yàn)室使用手持式測色儀或便攜式平行分析儀，或在實(shí)驗(yàn)室使用分光光度計(jì)來監(jiān)測NO3-。NO3-的增加（相對于原水和成品龍頭水，如果農(nóng)業(yè)徑流是一個問題的話）是一個信號，表明硝化作用正在發(fā)生。NO2-迅速轉(zhuǎn)化為NO3-，這就是為什么現(xiàn)場/實(shí)地測試NO2-比把樣品送到實(shí)驗(yàn)室要好。由于缺乏反硝化細(xì)菌，反硝化作用不容易在分配系統(tǒng)中發(fā)生，所以除非采取行動，否則NO3-將繼續(xù)增加。

過程控制測試指導(dǎo)運(yùn)營中的響應(yīng)方式

有了上一節(jié)討論的參數(shù)，可以制定一個流程圖，說明應(yīng)該監(jiān)測哪些參數(shù)，以及根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)該做什么（圖3）。這些對大多數(shù)水系統(tǒng)來說都是類似的，但可以很容易地根據(jù)任何特定系統(tǒng)的需求進(jìn)行定制。圖3中的流程圖為大多數(shù)情況下提供了基于以下步驟的一般指導(dǎo)，但并不意味著包羅萬象。

如果溫度在硝化細(xì)菌生長的最佳范圍內(nèi)，增加監(jiān)測。

如果總余氯在減少，這可能是需求增加或一氯胺在降解的跡象，應(yīng)分析一氯胺。

因?yàn)閜H值是整體水質(zhì)的一個很好的指標(biāo)，包括微生物活動，所以它總是一個有益的參數(shù)用來監(jiān)測。如果樣品的pH值在預(yù)期范圍內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測，特別是在溫度較高時(shí)，微生物活動增加。pH值的下降可能表明硝化作用正在進(jìn)行中。如果pH值下降，但總氯殘留量在正常范圍內(nèi)，繼續(xù)常規(guī)監(jiān)測。然而，值得注意的是，對于高堿度的系統(tǒng)，這可能很難觀察到。

在輸配系統(tǒng)中的細(xì)菌易繁殖點(diǎn)或在儲水箱內(nèi)看到堿度下降，表明正在發(fā)生硝化作用，因?yàn)橄趸?xì)菌使用HCO3-作為碳源來代謝NO2-和NO3-。堿度的降低也會導(dǎo)致水失去緩沖能力，所以在這些情況下可以觀察到pH值的更大幅度的下降。

如果一氯胺的殘留量也在減少，而且水廠的運(yùn)作沒有改變，這說明一氯胺正在降解，在氯氣與有機(jī)物反應(yīng)時(shí)釋放出NH3。如果單氯胺殘留量正常，繼續(xù)進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測。

NH3應(yīng)在輸配系統(tǒng)的入口處和整個輸配系統(tǒng)的細(xì)菌易繁殖點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。如果總氨或游離氨的濃度在輸配系統(tǒng)的入口處呈上升趨勢，那么生產(chǎn)運(yùn)行人員需要檢查他們的消毒比例和化學(xué)品供給器。如果在輸配系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)上升，應(yīng)監(jiān)測NO2-和NO3-，因?yàn)榭偘焙陀坞x氨很容易被微生物代謝掉。如果NH3水平正常，繼續(xù)常規(guī)監(jiān)測。

如果看到NO2-和NO3-增加，應(yīng)開始在受影響地區(qū)進(jìn)行局部沖洗，以減少水齡，并對儲水池進(jìn)行循環(huán)，用更穩(wěn)定的水取代硝化水。

本文所討論的過程控制測試方法是公共衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)經(jīng)常使用的，以監(jiān)測、減輕和盡量減少硝化作用及其影響。

緩解策略

最重要的緩解策略是根據(jù)過程控制測試進(jìn)行監(jiān)測并采取預(yù)防措施，無論是在水廠還是在輸配系統(tǒng)。優(yōu)化Cl2:NH3-N比例可以促進(jìn)良好的一氯胺生成，減少被引入輸配系統(tǒng)并可被硝化細(xì)菌利用的游離氨的數(shù)量，從而減少形成NO2-和NO3-的可能性。在注入NH3之前，應(yīng)立即測量游離氯。

使用手動或自動（監(jiān)督員控制和數(shù)據(jù)采集過程），流速的總氨劑量應(yīng)按4.5-4.8:1的Cl2:NH3-N的重量比計(jì)算。混合對于最佳殘留物的形成至關(guān)重要。投加點(diǎn)下游至少10個管徑的采樣點(diǎn)是評估單氯胺形成的成功率和進(jìn)入輸配系統(tǒng)的游離氨水平的理想選擇。理想情況下，游離氨不應(yīng)該超過0.05 mg/L ± 0.03 mg/L，而一氯胺應(yīng)該占到總氯的90%或更多。因此，在選擇氨化劑時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮氯胺形成的pH值、劑量的準(zhǔn)確性、對工作人員的風(fēng)險(xiǎn)以及對分配系統(tǒng)的營養(yǎng)貢獻(xiàn)。

下面是一個簡單的計(jì)算公式：

氨氮投加濃度（mg/L）=自由氯濃度（mg/L）/比例（4.5~4.8）

調(diào)整pH值。除了pH值在控制氯胺分解方面起主要作用外，硝化細(xì)菌也有最佳的pH值范圍，并且在狹窄的pH值范圍外很敏感。AOBs的最佳pH值范圍為7.0至8.0，NOBs的最佳范圍為7.5至8.0。如果水處理廠能夠提高進(jìn)入輸配系統(tǒng)的pH值，建議暫時(shí)將pH值提高到9.0，這將高于大多數(shù)AOB和NOB物種的最佳pH值范圍。

水齡。縮短水齡也是緩解硝化作用的一個有用策略。由于水在輸配系統(tǒng)的管道和儲罐中停留的時(shí)間較長，氯胺分子開始自然降解，留下的游離氨可以被硝化細(xì)菌當(dāng)作食物。這在系統(tǒng)中引起了一連串的效應(yīng)，因?yàn)橄趸?xì)菌蓬勃發(fā)展，在管道和儲水箱表面建立起了生物膜。這種有機(jī)物質(zhì)會產(chǎn)生額外的氯需求，從而降低系統(tǒng)的消毒劑水平。隨著生物膜的積累，其他細(xì)菌種類（可能是致病性的）會在生物膜中生長。這可能導(dǎo)致違反修訂后的總大腸菌群規(guī)則，損害水的質(zhì)量，并危及人類健康。

為了減少水齡，操作人員應(yīng)密切關(guān)注儲水箱的水位，并考慮到水溫和用水需求的季節(jié)性變化，密切監(jiān)測注水和排水周期。這種優(yōu)化的填充和排放將減少水力停留時(shí)間，并確保水不會在水箱中停留很長時(shí)間，讓消毒劑水平消散，為硝化反應(yīng)創(chuàng)造條件。其他策略包括使用混合器（主動和/或被動）來改善儲存質(zhì)量和定期清洗儲存（對于有沉積物負(fù)荷的系統(tǒng)，每3至5年清洗一次，對于低沉積物系統(tǒng)，每5至10年清洗一次）。最后，計(jì)算水力停留時(shí)間，或 "周轉(zhuǎn)率"，可作為促進(jìn)最佳水質(zhì)和減少水齡的指標(biāo)。一些系統(tǒng)可能需要30%到50%的日周轉(zhuǎn)率來管理/防止硝化。

沖洗。定期沖洗輸配系統(tǒng)是對儲水箱循環(huán)的補(bǔ)充。通過定期監(jiān)測和沖洗低使用量/高水齡地區(qū)，如客戶占用率低的地區(qū)和/或死胡同水管，可以控制硝化作用。在基礎(chǔ)設(shè)施老化的地區(qū)，硝化反應(yīng)也可能成為問題，因?yàn)橛泄芰龅呐f管道提供了更大的表面積，增加了形成生物膜的可能性。沖洗方案主要有兩種類型：單向沖洗和自動沖洗器。

單向沖洗需要采取更積極的方法。較長的水管被設(shè)置了閥門，一段水管應(yīng)該被隔離開來，以便水可以快速無阻地流動。水從輸配系統(tǒng)的入口處向系統(tǒng)的外緣方向沖去。使用單向沖洗可以提高速度，產(chǎn)生更大的沖刷作用，并改善主管道的清潔和沉積物的清除。自動沖洗器，特別是那些使用總氯監(jiān)測的自動沖洗器，是死角的理想選擇。傳統(tǒng)的沖洗只能用于對不利條件的快速反應(yīng)。本材料之前已發(fā)表的“生產(chǎn)運(yùn)行人員需要了解輸配系統(tǒng)水質(zhì)的基本知識”可供參考。

自由氯的轉(zhuǎn)換。作為一種季節(jié)性（春季/夏季）做法，許多供水系統(tǒng)從使用氯胺轉(zhuǎn)為使用自由氯作為主要消毒劑。這樣就不會有可用的NH3被引入輸配系統(tǒng)。Cl2很容易迅速地破壞系統(tǒng)中的表面細(xì)菌，而一氯胺實(shí)際上能穿透生物膜層，效果更好。這種轉(zhuǎn)化為游離氯的過程可能會持續(xù)一個月，但硝化細(xì)菌會在四到六周內(nèi)再次活躍起來。

在進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換之前，運(yùn)營商需要通知其監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公眾以及醫(yī)院和腎透析診所。要注意消毒副產(chǎn)品超標(biāo)、客戶投訴（味道、氣味、皮膚問題）和腐蝕的可能性。由于這些問題，從氯胺到游離氯再到游離氯的轉(zhuǎn)換應(yīng)該只作為最后的手段來使用。

針對硝化反應(yīng)采取的行動計(jì)劃

在德克薩斯州，德克薩斯州環(huán)境質(zhì)量委員會（TCEQ）在2015年開始強(qiáng)制使用硝化行動計(jì)劃（NAPs），以幫助控制使用氯胺的公共供水系統(tǒng)（PWSs）的硝化問題。每個公共供水系統(tǒng)被要求監(jiān)測輸配系統(tǒng)入口點(diǎn)和代表輸配系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)的采樣點(diǎn)；許多公共供水系統(tǒng)使用修訂的總大腸菌群規(guī)則采樣點(diǎn)作為其硝化行動計(jì)劃點(diǎn)。黃色“警報(bào)”和紅色“報(bào)警”觸發(fā)器用于表明何時(shí)以及根據(jù)樣本結(jié)果必須采取何種行動（例如，主管通知和糾正措施）。硝化行動計(jì)劃作為一個早期預(yù)警系統(tǒng)，用于檢測和緩解分配系統(tǒng)中硝化作用造成的水質(zhì)惡化。

TCEQ提供了一個可定制的模板，供德州供水系統(tǒng)在創(chuàng)建NAP時(shí)使用。它包括本文前面提到的許多水質(zhì)檢測參數(shù)：總氯、單氯胺、游離氨、NO2-和NO3-。除了測試入口處，它還要求在 "平均水齡 "和 "高水齡 "樣本點(diǎn)進(jìn)行測試。這確保監(jiān)測工作在整個分配系統(tǒng)中進(jìn)行，并在最有可能發(fā)生硝化作用的樣本點(diǎn)進(jìn)行。

觸發(fā)點(diǎn)和行動都是因地制宜的，由每個水務(wù)系統(tǒng)定制，它們基于一組最初的基線數(shù)據(jù)，通常在幾個月內(nèi)記錄。水務(wù)系統(tǒng)也可以為季節(jié)性條件制定單獨(dú)的觸發(fā)點(diǎn)和行動，如溫水月和冷水月。TCEQ的NAP模板使每個水系統(tǒng)的計(jì)劃設(shè)置變得簡單。它還提供了有用的緩解步驟，包括緩解硝化作用。

控制和管理硝化反應(yīng)

當(dāng)生產(chǎn)運(yùn)行人員了解水質(zhì)參數(shù)的變化如何影響處理和輸配系統(tǒng)時(shí)（表1），他們可以更有效地控制像硝化反應(yīng)這樣的過程，如果不加以控制，會導(dǎo)致廣泛影響的水質(zhì)問題。本文所討論的過程控制測試方法是公共事業(yè)單位經(jīng)常可以使用的，用于監(jiān)測、緩解和減少硝化作用及其影響。要想更全面地了解這一主題，請參見AWWA的《供水規(guī)范手冊》M56《飲用水中的硝化預(yù)防和控制》和M68《輸水系統(tǒng)中的水質(zhì)》。

表1.緩解硝化細(xì)菌的生長 水質(zhì)參數(shù)的變化為處理和輸配系統(tǒng)的決策提供信息。

來源：原文出自AWWA的J Opflow，原文標(biāo)題《Operators Need to Know How to Test for Nitrification Potential》。

作者：Hunter Adams, Daniel K. Nix, Mark Southard, Steve Ash, Amlan Ghosh, Laura Meteer

翻譯：由上海《凈水技術(shù)》雜志社執(zhí)行主編阮辰旼翻譯，匯編于，歡迎訂閱。

排版：《凈水技術(shù)》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術(shù)》社長/執(zhí)行主編 阮辰旼

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