生物增效技术在提高炼油污水氨氮处理效果方面的应用

袁素学

（中石化塔河分公司，新疆 库车 842000）

在工业污水生物处理系统中，微生物通过自身的新陈代谢作用将污染物降解为无毒、无害的小分子物质。但现代工业排放的大量污染物对微生物有较强的毒害和抑制作用，因此，微生物生长缓慢，维持高浓度微生物的条件控制困难[1]。在生物硝化工艺中,由于硝化菌生长率缓慢，硝化菌产率低就会导致硝化反应启动时间长、污泥流失严重或遭受负荷冲击难恢复[2]。此时，可采用生物增效技术作为有效的辅助手段。

“生物增效技术”是一种污水处理过程中通过加入具有特定降解能力的生物菌群，增强污水处理系统自身处理能力的技术。

2007年“生物增效技术”被中国国家环保局认定为《国家鼓励发展的环境保护技术》。

该技术可用于污水处理系统中的有机物降解、氨氮去除、快速启动、故障恢复、臭味控制、消除富营养化等方面。“生物增效技术”的优势有以下几点:（1）不增加系统硬件投资；（2）有效缩短生物处理系统启动和故障恢复时间；（3）一次性建立效果,长期有效。

由于生物增效技术的原理是向工业污水生物处理系统中投加从自然界筛选的优势菌种或者通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质的方法，因此，它可以快速增加系统中的有效生物量，以强化系统对某一特定或特殊污染物的处理能力[3]。

本文以中石化新疆某分公司2#污水处理装置为例，详细介绍生物增效技术在炼油污水生物处理系统中有效提高氨氮去除效果的应用。

1 污水处理系统概况

1.1 装置概况

2#污水处理装置设计规模250m3·h-1（其中生活污水 5m3·h-1），污水回用处理设计规模 180m3·h-1。为最大限度做到节水减排，2#污水处理装置将含油污水和含盐污水合并为一个系统处理，采用除油工艺、生化工艺和深度处理回用工艺。2#污水处理装置由含油污水处理系统、回用水处理系统、污油回收系统、“三泥”处理系统等组成。污水处理后达到国家标准《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002中的城市杂用水水质控制指标，回用于除盐水站、循环水场等。外排水执行《污水综合排放标准》GB8978-1996二级标准。

1.2 工艺流程

图1 2#污水处理场及污水回用设施工艺流程Fig.1 Flow of No.2 sewage disposal and wastewater reuse facility process

1.3 存在的问题

2#污水处理装置自2010年建成运行以来，因进水污染物比较复杂、难处理，氨氮去除效果很差，时常出现出水氨氮值比进水高的情况，2011年8月该污水厂又面临验收，居高不下的氨氮值成了困扰企业的一个大难题。2011年5月该污水厂生物处理装置进水和出水氨氮值见表1。

表1 生物处理系统进水和出水氨氮值Tab.1 Ammonia nitrogen values of biological treatment system influent and effluent

由表1可知，系统硝化反应效果基本没有,氨氮去除能力很低,因此，为了尽快在生化装置中建立硝化-反硝化反应，该污水厂决定在生物处理系统引入生物增效技术，利用外来硝化菌“种源”接种，迅速培养硝化菌和反硝化菌，提高系统对氨氮的降解效率。

2 硝化菌使用

2.1 投加位置

硝化菌种在2#污水处理装置的A/O1生化池的O1池使用，A/O1池分2组并列进水。

2.2 使用周期和投加量

硝化菌的使用周期为45d，出水氨氮值达标（氨氮值≤15mg·L-1）后15d为稳定观察期。投加量见表2。

表2 硝化菌投加量Tab.2 Dosing of nitrifying bacteria

2.3 其他主要工艺参数控制

2.3.1 营养物 A/O1池和O2池（并列4组）每班投加淀粉8袋×25kg·袋-1，早班、晚班各投加一次。

2.3.2 pH值 硝化菌投加前，A/O1系统进水和出水pH值均低于7，实测值见表3。

表3 硝化菌投加前A/O1系统进、出水pH值Tab.3 pH values of A/O1 system influent and effluent before put nitrifying bacteria

为了保障硝化菌正常进行硝化-反硝化反应，所需要的pH值至少在7.5以上，A/O1池每天投加液碱，同时配合投加NaHCO3，调节pH值在要求以内。

3 数据及分析

图2 2#污水生化装置硝化菌使用后氨氮变化情况Fig.2 Variation of Ammonia nitrogen of No.2 system after using the nitrifying bacteria

由图2可以看出，2#污水生化装置总进水氨氮数值高且波动大，气浮装置出水氨氮随总进水氨氮值波动且下降不明显。硝化菌自5月31日夜班开始在A/O池好氧段投加使用，前期大投加量进行启动强化，随着硝化菌的投加，硝化菌逐渐适应2#污水生化系统的水质特点，硝化菌投加量逐步减少，二沉池出水氨氮开始出现稳定的下降，通过图6观察到沉淀池出水氨氮曲线逐步走低。6月29号二沉池的出水氨氮值降至15mg·L-1以下，出水氨氮值为12.6mg·L-1，自此进入硝化菌效果观察的稳定期。截至到7月13号，共计15d的稳定观察期，期内二沉池出水氨氮值均小于15mg·L-1的标准，最小为4.51mg·L-1，符合预期要求，同时也可以确定2#污水生化装置的硝化-反硝化反应系统已建立完成。

4 结论

综上所述，通过生物增效技术向系统加入硝化菌种使得2#污水处理装置生化系统完全建立和巩固了硝化-反硝化反应，确保了出水氨氮达标。除了生物增效技术发挥了明显的效果外，也需要注意控制好以下几个参数：

（1）A/O1池进水pH值控制 硝化菌相对比较脆弱，保证进水pH值高于7.5，有利于发挥硝化菌降解氨氮的功能；若对pH值的控制低于7.5，硝化菌的硝化功能将退化，直至完全消失。现场需安排加碱，调节A/O1池的进水pH值。

（2）硝态液回流 A/O1池的进水COD和氨氮偏高，加大硝态回流可以稀释进水，降低生化池的污泥负荷，提高处理效率，建议将硝态回流控制在≥200%。

（3）O1段和O2段营养 建议在目前的水量条件下，要经常补充淀粉、葡萄糖等营养。

［1］王建芳，赵庆良，林佶侃，等.生物强化技术及其在废水生物处理中的应用［J］.环境工程学报，2007，1（9）：40.

［2］Rittman B.E,Whiteman R.Bioaugmentation:A coming of age［J］.Wat.Qual.Int.,1994,（1）：12-16.

［3］徐军翔，杨翔华，姚秀清，等.生物强化技术处理难降解有机污染物的研究进展［J］.化工环保，2007，27（9）：129.