A／B活性污泥法工藝二級生化降解研究

李良君 （中原油田石油化工總廠，河南 濮陽457165）

中原油田分公司石油化工總廠 （以下簡稱石化總廠）污水處理站裝置是傳統(tǒng)的以活性污泥為代表的廢水處理裝置，其生化段采用A／B活性污泥法工藝對煉油污水進行二級處理，通過微生物的活動來降解水體中的有機物。由于煉油污水中成分復(fù)雜和污水處理站裝置設(shè)備老化等原因，導(dǎo)致煉油污水A／B工藝運行中出現(xiàn)污染物可生化性低，二級沉淀池 （二沉池）出水化學(xué)耗氧量 （chemicaL oxygen demand，COD）偏高、推流曝氣池COD回升等問題，最終影響二沉池出水水質(zhì)的穩(wěn)定。為解決上述問題，筆者對提高A／B活性污泥法工藝二級生化降解率進行了研究。

1 生化系統(tǒng)運行狀況

采用二級好氧活性污泥法進行煉油污水處理，其主要工藝流程是污水經(jīng)過總進口分別進入提升池、調(diào)節(jié)罐、隔油池、浮選池、一級生化池 （圓形曝氣池）、二級生化池 （推流曝氣池）、二沉池、再經(jīng)生物濾池深度處理后外排，其中生化系統(tǒng)組成圖如圖1所示。

近年來，由于原油劣質(zhì)化及煉油生產(chǎn)工藝多樣化而具有多樣性和復(fù)雜性，導(dǎo)致石化總廠總進口煉油污水含油高、COD高、氨氮高、揮發(fā)酚高，同時煉油廢水中含有氰、酚、DDT或者芳香族胺等毒性很大的物質(zhì)使活性污泥中的微生物失去活性，出現(xiàn)污泥腐化、泡沫的頻率升高、二沉池出水COD偏高、推流曝氣池出口COD高于進口等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致二級生化降解率低。由于循環(huán)處理增加了污水處理成本，因而優(yōu)化操作參數(shù)、提高A／B工藝二級生化降解率成為當務(wù)之急。

圖1 生化系統(tǒng)組成圖

2 原因分析

2．1 溶解氧參數(shù)控制不好

石化總廠污水處理站的一級生化池利用3臺表面曝氣機供氧，通過調(diào)整曝氣機葉輪的轉(zhuǎn)速和浸沒深度來調(diào)整供氧量 （溶解氧的平均值為1．0mg／L），二級生化池通過鼓風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣，通過調(diào)整鼓風(fēng)機的電流大小來調(diào)整供氧量 （溶解氧為2～4mg／L）。由于在實際生產(chǎn)過程中沒有及時通過分析溶解氧數(shù)據(jù)來調(diào)整曝氣機和鼓風(fēng)機的工況，往往導(dǎo)致生化系統(tǒng)中溶解氧參數(shù)控制不好，這是導(dǎo)致A／B工藝二級生化降解率低的重要原因之一。

2．2 活性污泥性能不佳

活性污泥的性能主要包括絮凝性和沉降性，絮凝性良好的活性污泥具有較大的吸附表面，對廢水的處理效果好，沉降性能好的污泥能很好地進行固液分離［1］。衡量活性污泥性能的主要指標有污泥沉降比（SV）、污泥濃度 （MLSS）等。SV、MLSS分別控制在20%～40%、3000～5000mg／L時活性污泥性能比較好。由于石化總廠污水處理站生化系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)污泥上翻不沉降而導(dǎo)致大量污泥流失，如2009年11月二級生化池因為污泥流失，SV僅為10%左右，污泥濃度不到3000mg／L。因此，活性污泥的絮凝性和沉降性差導(dǎo)致二級生化降解率低。

2．3 廢水的可生化性差

廢水的可生化性是指微生物通過改變廢水中污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)來改善其化學(xué)和物理性能所能達到的程度［2］。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物的分子結(jié)構(gòu)能否在生物的作用下分解到環(huán)境所允許的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及是否有足夠快的分解速度。一般用BOD5／COD值評價廢水的可生化性，廢水可生化性評價參考如表1所示。

石化總廠污水處理站污水的BOD5／COD值一般在0．195左右，可以看出污水的可生化性差，這也導(dǎo)致二級生化降解率低。

表1 廢水可生化性評價參考表

3 改進措施

3．1 加強操作管理

為了維持正常生產(chǎn)，根據(jù)車間制定管理細則的要求，應(yīng)做好如下幾點：①定期測定溶解氧來調(diào)整曝氣機和鼓風(fēng)機的工況，以保持合理的溶解氧參數(shù)；②鏡檢觀察微生物的活動情況，同時根據(jù)污泥沉降比等的波動情況及時排除剩余活性污泥，以保持活性污泥的良好沉降性能。

3．2 提高二級生化池的污泥負荷

污泥負荷 （Ns）是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時間內(nèi)所去除的污染物的量。在A／B活性污泥法工藝中，一級生化池在很高的污泥負荷下運行，二級生化池在較低的污泥負荷下運行。在來水污染物濃度不高的情況下可能導(dǎo)致二級生化池污泥負荷過低，使二級生化池中活性污泥缺少有機營養(yǎng)，致使其中的微生物的代謝不旺盛，從而導(dǎo)致生化降解率不高。為解決上述問題，可以在浮選池和二級生化池之間添加了一條跨線，這樣浮選部分出水可直接進入二級生化池以提高其污泥負荷。

3．3 調(diào)整一級生化池運行方式。

一級生化池的生化降解過程以絮凝吸附作用為主、以生物降解為輔，而一級生化池的生化降解過程以生物降解為主，因而過高的溶解氧不利于一級生化池吸附分解有毒物質(zhì)。因此，石化總廠污水處理站自2010年11月決定降低曝氣機工作頻率，使一級生化池處于缺氧運行狀態(tài)，調(diào)整后污泥顏色變深變黑，溶解氧由1．0mg／L降至0．5mg／L。同時，缺氧運行可將某些難分解的大分子有機物轉(zhuǎn)化為易降解的小分子有機物，由此使二級生化池的可生化性變好。

4 現(xiàn)場實施效果

自2010年12月開始，石化總廠污水處理站采取上述3個改進措施，采取措施前后主要參數(shù)對比如表2所示。從表2可以看出：①一級生化池的溶解氧降至0．48mg／L左右，這樣可以保證其中活性污泥的沉降性能，同時可以為二級生化池提供充足營養(yǎng)，從而提高其中污泥的活性；②二級生化池的SV比例增加、MLSS上升，說明生化系統(tǒng)中活性污泥的沉降性能變好；③BOD5增加，說明生化系統(tǒng)中的廢水的可生化性變好；④一級生化池的生化降解率降低，可以為二級生化池活性污泥中的微生物提供充足有機物，使二級生化池的生化降解率提高。

綜上所述，通過采取加強操作管理、提高二級生化池的污泥負荷和調(diào)整一級生化池運行方式等措施，確實可以提高A／B活性污泥法工藝二級生化降解率，最終使外排水水質(zhì)穩(wěn)定可靠、符合環(huán)保要求。

表2 采取措施前后主要參數(shù)對比

［1］王凱軍 ．活性污泥膨脹機理與控制 ［M］．北京：中國環(huán)境出版社，1993．

［2］張自杰，符九龍，李東林，等 ．水處理工程 ［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007．