A／B活性污泥法工艺二级生化降解研究

李良君 （中原油田石油化工总厂，河南 濮阳457165）

中原油田分公司石油化工总厂 （以下简称石化总厂）污水处理站装置是传统的以活性污泥为代表的废水处理装置，其生化段采用A／B活性污泥法工艺对炼油污水进行二级处理，通过微生物的活动来降解水体中的有机物。由于炼油污水中成分复杂和污水处理站装置设备老化等原因，导致炼油污水A／B工艺运行中出现污染物可生化性低，二级沉淀池 （二沉池）出水化学耗氧量 （chemicaL oxygen demand，COD）偏高、推流曝气池COD回升等问题，最终影响二沉池出水水质的稳定。为解决上述问题，笔者对提高A／B活性污泥法工艺二级生化降解率进行了研究。

1 生化系统运行状况

采用二级好氧活性污泥法进行炼油污水处理，其主要工艺流程是污水经过总进口分别进入提升池、调节罐、隔油池、浮选池、一级生化池 （圆形曝气池）、二级生化池 （推流曝气池）、二沉池、再经生物滤池深度处理后外排，其中生化系统组成图如图1所示。

近年来，由于原油劣质化及炼油生产工艺多样化而具有多样性和复杂性，导致石化总厂总进口炼油污水含油高、COD高、氨氮高、挥发酚高，同时炼油废水中含有氰、酚、DDT或者芳香族胺等毒性很大的物质使活性污泥中的微生物失去活性，出现污泥腐化、泡沫的频率升高、二沉池出水COD偏高、推流曝气池出口COD高于进口等现象，最终导致二级生化降解率低。由于循环处理增加了污水处理成本，因而优化操作参数、提高A／B工艺二级生化降解率成为当务之急。

图1 生化系统组成图

2 原因分析

2．1 溶解氧参数控制不好

石化总厂污水处理站的一级生化池利用3台表面曝气机供氧，通过调整曝气机叶轮的转速和浸没深度来调整供氧量 （溶解氧的平均值为1．0mg／L），二级生化池通过鼓风机进行鼓风曝气，通过调整鼓风机的电流大小来调整供氧量 （溶解氧为2～4mg／L）。由于在实际生产过程中没有及时通过分析溶解氧数据来调整曝气机和鼓风机的工况，往往导致生化系统中溶解氧参数控制不好，这是导致A／B工艺二级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较大的吸附表面，对废水的处理效果好，沉降性能好的污泥能很好地进行固液分离［1］。衡量活性污泥性能的主要指标有污泥沉降比（SV）、污泥浓度 （MLSS）等。SV、MLSS分别控制在20%～40%、3000～5000mg／L时活性污泥性能比较好。由于石化总厂污水处理站生化系统经常出现污泥上翻不沉降而导致大量污泥流失，如2009年11月二级生化池因为污泥流失，SV仅为10%左右，污泥浓度不到3000mg／L。因此，活性污泥的絮凝性和沉降性差导致二级生化降解率低。

2．3 废水的可生化性差

废水的可生化性是指微生物通过改变废水中污染物的化学结构来改善其化学和物理性能所能达到的程度［2］。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物的分子结构能否在生物的作用下分解到环境所允许的结构形态以及是否有足够快的分解速度。一般用BOD5／COD值评价废水的可生化性，废水可生化性评价参考如表1所示。

石化总厂污水处理站污水的BOD5／COD值一般在0．195左右，可以看出污水的可生化性差，这也导致二级生化降解率低。

表1 废水可生化性评价参考表

3 改进措施

3．1 加强操作管理

为了维持正常生产，根据车间制定管理细则的要求，应做好如下几点：①定期测定溶解氧来调整曝气机和鼓风机的工况，以保持合理的溶解氧参数；②镜检观察微生物的活动情况，同时根据污泥沉降比等的波动情况及时排除剩余活性污泥，以保持活性污泥的良好沉降性能。

3．2 提高二级生化池的污泥负荷

污泥负荷 （Ns）是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。在A／B活性污泥法工艺中，一级生化池在很高的污泥负荷下运行，二级生化池在较低的污泥负荷下运行。在来水污染物浓度不高的情况下可能导致二级生化池污泥负荷过低，使二级生化池中活性污泥缺少有机营养，致使其中的微生物的代谢不旺盛，从而导致生化降解率不高。为解决上述问题，可以在浮选池和二级生化池之间添加了一条跨线，这样浮选部分出水可直接进入二级生化池以提高其污泥负荷。

3．3 调整一级生化池运行方式。

一级生化池的生化降解过程以絮凝吸附作用为主、以生物降解为辅，而一级生化池的生化降解过程以生物降解为主，因而过高的溶解氧不利于一级生化池吸附分解有毒物质。因此，石化总厂污水处理站自2010年11月决定降低曝气机工作频率，使一级生化池处于缺氧运行状态，调整后污泥颜色变深变黑，溶解氧由1．0mg／L降至0．5mg／L。同时，缺氧运行可将某些难分解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，由此使二级生化池的可生化性变好。

4 现场实施效果

自2010年12月开始，石化总厂污水处理站采取上述3个改进措施，采取措施前后主要参数对比如表2所示。从表2可以看出：①一级生化池的溶解氧降至0．48mg／L左右，这样可以保证其中活性污泥的沉降性能，同时可以为二级生化池提供充足营养，从而提高其中污泥的活性；②二级生化池的SV比例增加、MLSS上升，说明生化系统中活性污泥的沉降性能变好；③BOD5增加，说明生化系统中的废水的可生化性变好；④一级生化池的生化降解率降低，可以为二级生化池活性污泥中的微生物提供充足有机物，使二级生化池的生化降解率提高。

综上所述，通过采取加强操作管理、提高二级生化池的污泥负荷和调整一级生化池运行方式等措施，确实可以提高A／B活性污泥法工艺二级生化降解率，最终使外排水水质稳定可靠、符合环保要求。

表2 采取措施前后主要参数对比

［1］王凯军 ．活性污泥膨胀机理与控制 ［M］．北京：中国环境出版社，1993．

［2］张自杰，符九龙，李东林，等 ．水处理工程 ［M］．北京：中国建筑工业出版社，2007．