炼化污水处理装置生化系统原始构建浅析

摘要：炼化污水处理的可生化降解程度低，有毒有害物质复杂，属于较难处理的工业废水。以一套300m3/h炼化污水处理场原始开工运行为列，对污水处理生化系统原始构建过程中存在的疑难问题进行分析，并提出适用的解决方案，浅析生化系统原始成功构建的重点、难点。

关键词：炼化废水；污水处理；生化系统；污泥培养与驯化Abstract: The refinery wastewater treatment by biochemical degradation degree is low, toxic and harmful substances in complex, belongs to the industrial wastewater is difficult to be treated. With a set of 300m3/h refining wastewater treatment field to the original run into columns, carries on the analysis to the original construction of sewage treatment and biochemical system difficult problems in the process, and puts forward some applicable solutions, focus, difficulties of the original construction of biochemical systems.

Keywords: oil refining wastewater; wastewater treatment; biochemical system; and acclimation of sludge cultivation

中图分类号：[TU992.3]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 300m3/h炼化污水处理装置简介

该污水处理装置设计最大处理量为300m3/h，作为高硫重油炼化综合利用项目的环保设施配套工程，负责整个生产厂区的炼化废水和生活污水的处理和再利用。污水处理装置工艺流程:含油污水管网泵站格栅泵站含油污水集水池调节罐隔油池一级气浮池二级气浮池A1/O1池O1沉淀池O1出水池 A2/O2池O2沉淀池O2出水池砂滤器监测水池达标排放（部分回用）。

2 生化系统原始开工方案的选择与实操

2.1 A/O生化处理工艺技术分析

A/O工艺是缺氧—好氧系统，是常规二级生化处理基础上发展起来的生物除氮技术，是考虑污水脱氮采用较多的一种处理工艺。其优点是对COD、BOD有较高的去除率，处理深度较高，剩余污泥量较少，但在实际生产操作过程中，如何成功实现在保持有机物较高去除率的前提下，充分利用硝态液回流系统，保持较高氨氮去除率，成功到达高效脱碳、脱氮效果是该生化系统原始开工过程中系统构建的核心点。

2.2 生化系统活性污泥接种方案的选择

(1)活性污泥培养接种污泥选择的多样性。通常情况下接种污泥的选择大概可分为四类：①生活污水（粪水）接种原始培养。②活性污泥混合液直接接种培养。③离心脱水活性污泥稀释后接种培养④自培菌接种培养。不同接种污泥选择方案都有各自的优缺点，最主要的是，操作者要结合实际、综合考虑，谨慎选择。

(2)不同接种污泥选择方案优缺点分析。①生活污水（粪水）接种原始培养的优点是接种成本低，供微生物生长繁殖的营养源种类齐全，不需要过多的投加营养源，微生物繁殖快，污泥成型时间短。缺点是工人工作环境差劳动强度大，微生物种类繁多，生物进化提纯难度大，活性污泥对工业废水的适应能力差，污泥驯化困难。②活性污泥混合液直接接种培养。优点是选用成熟的工业污水活性污泥混合液直接导入系统，最大限度的缩短污泥培养时间，切对工业废水适应性较强，易驯化，但存在污泥混合液输运量的问题，运费成本较高。③离心脱水活性污泥稀释后接种培养。在技术上与混合液接种相似，解决了输运量的问题，但一般炼化行业污泥脱水系统多采用油泥、浮渣、剩余活性污泥共有一套脱水系统，所以防止脱水活性污泥混入油泥、浮渣杂质是该方案在实施过程中的控制重点。④自培菌接种培养。技术人员对工业废水进行水质化验分析，根据分析数据，直接在工业废水中进行、接种培训，通过生物进化提纯，也可以通过购置纯度较高的生物制剂，利用生物增效作用，达到完成活性污泥培养的目的。优点是有效微生物选择性较强，污泥对工业废水的适应性较好，但污泥培养启动费用投用巨大，经济性相对较差。

(3)接种污泥选择方案的选定。在对接种污泥选择方案进行深入分析后，综合污泥培养时间、污泥对环境的适应性、污泥培养经济性等多方面因素，最终选定采用离心脱水活性污泥稀释后接种培养和生物增效接种相结合的方案，在实际操作中应重点做好离心脱水活性污泥加工存储方案的制定、生物增效剂的选购和投加。

2.3活性污泥培养与驯化期间的运行管理与控制

活性污泥培训与驯化期间的运行管理与控制工作的重点是解决好污泥培样期间的微生物营养源均衡问题和做好活性污泥生长情况的观察与控制。

(1) 微生物营养源均衡控制。活性污泥培养前期，炼化厂上游装置排水多为管道冲洗水，其营养源不足，需要外投营养源，故营养源配比和营养源种类选择至关重要。在营养配比方面按照微生物生存营养比例C:N:P=100:5:1和食微比≈0.3，人工配置营养液，投加各种营养源化工辅料。而常用营养源化工辅料的选择，见下表：

表1 活性污泥培养期间营养源化工辅料选择表

(2) 活性污泥生长观察与控制。培养驯化期的活性污泥应每天通过生物镜检观察，其生长情况，从而判断污泥对外部环境的适应性。整个镜检观察期大致可分为四个时期：①培养早期，活性污泥几乎无絮状体，泥性较散，无机杂质较多，观察不到原生、后生动物的活动迹象。②培养中期，活性污泥菌胶团，具备絮凝性，存在游离细菌，显微镜下可以观察到一些中间性活性污泥类生物，多以慢速游动型为主。③培养中后期，污泥培养过程中观察到钟虫。微生物种群中出现了活性污泥有的原生动物。这类生物大都附着在菌胶团上，增加了污泥的絮凝性，表明污泥培养进行良好，接近成熟。④培养的成熟期，后生动物的出现标志着活性污泥的培养的成熟。其中每个时期都存在特有表征生物体。

3 生化系统实现脱碳、脱氮的运行构建。

在炼化行业污水处理场生产运行控制中，出水水质的COD、BOD、NH3-N值是表征污水处理生化系统脱碳、脱氮的效果优劣的重要依据。

3.1 实现“双脱”生产运行机理分析

(1) 脱碳。碳源有机物降解过程中，在污水处理场A和O池中都存在进行，但主要以好氧为主，目标微生物多为异养型微生物。大分子有机物在好氧状态下，通过微生物的生化作业，经过水解、酵解、三羧酸循环最终彻底氧化为氨、CO2、H2O，已到达脱碳效果，降低废水COD、BOD值。但完成以上作用的有效微生物的特点是：生物新陈代谢周期短、能量利用率高，生物世代繁殖时间短，约20-30分钟繁殖一代。

(2) 脱氮。生化系统脱氮的过程可分为：氨化反应、硝化反应、反硝化反应过程三个过程。其过程中的有效微生物为硝化细菌和反硝化细菌，通过氨化反应将有机氮转化为氨态氮，通过硝化反应氨态氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，再通过反硝化反应亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气的过程。但完成以上反应和作用的有效微生物的特点是：微生物多为自养型细菌，能量利用率较低，生长缓慢，其平均世代为10个小时以上。

3.2 实际生产中“双脱”控制疑难点分析。

通过以上对“双脱”生产运行机理分析，要想达到同步降解COD、BOD和NH3-N的疑难点，可有下图做简要说明：

图1 “双脱”控制疑难点控制图

3.3 实际生产中实现“双脱”控制解决措施。

(1) 在活性污泥培养前、中期控制生化进水有机物含量，确保较低的有机物负荷和较高氨氮值，为硝化和反硝化细菌的生长繁殖创造有利条件，在污泥培养后期和成熟期开始逐步增加生化进水有机物负荷，为碳源降解微生物创造有利条件，通过生物镜检和水质数据相结合，确定实现“双脱”效果的临界水质数据范围值和生产运行参数值。

(2) 在日后正常生产运行管理中，对污水处理场预处理段的生产运行严格控制，保证浮选出水水质符合生化系统微生物正常生存需要。

(3) 对活性污泥的污泥龄进行控制，剩余活性污泥的排泥时间、频率适中，确保系统中两大类微生物生存比例均衡。

(4) 对于生化系统正式投入运行后，将来可能出现的高浓度COD废水的运行，需要及时调整工艺流程，采用一级A/O以降COD、BOD为主，二级A/O以降NH3-N为主的生产运行措施。

3.4 采用“双脱”控制措施后，效果分析。

将“双脱”控制措施应用与活性污泥培养驯化全过程，通过对O池污泥沉降比取样量筒中上清液进行水质化验分析，其水质数据变化情况如下表：

污泥培养时间段

备注 污泥培养10天左右人工补充了碳源，20天左右，进行了人工补充氮源

表2O池污泥沉降比上清液水质分析表

通过以上数据可以看出：污泥培养期间SVI、COD、NH3-N都由原来培养初期的异常较高值，逐渐趋于平稳正常，都表现出一个先降后升再降的过程，这是由于人为投加营养源，逐步完成活性污泥驯化过程的正常表现，同时在培养驯化期间，工艺控制上保证较长污泥龄，有利于培养硝化细菌的培养和驯化，创造较好的生化系统脱氮条件，实现“双脱”，并成功完成了生化系统原始构建。

4 结语

炼化行业的污水处理装置的原始开工工作是个系统工程，作为工程的核心生化系统的有效成功构建，是确保污水处理达标排放关键要素，其中系统同步脱碳、脱氮是目前污水处理装置原始开工实操过程中经常遇到的难题，通过制定合理、有效、可行的技术方案，进行严格的生产运行技术控制，在原始开工过程中可以直接实现“双脱”，到达生化系统的有效成功构建，对整个炼化企业的原始开工试生产中起到积极的作用。