A／O＋M BR工艺处理石化产业园污水中试研究

董有 陈文廷 李武

（中钢集团武汉安全环保研究院有限公司 武汉430081）

A／O＋M BR工艺处理石化产业园污水中试研究

董有 陈文廷 李武

（中钢集团武汉安全环保研究院有限公司 武汉430081）

针对某石化产业园区污水水质波动大、可生化性不好、现有污水处理工艺难于达标等问题，在分析现有设施运行情况和实际水质状况的基础上，提出了采用水解＋A／O＋MBR的工艺处理该园区污水，并进行现场中试试验研究。经3个月的条件试验及1个月的连续运行，处理后出水COD质量浓度低于50mg／L，氨氮质量浓度低于5mg／L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准要求。

石化产业园 污水处理 中试 MBR工艺

0 引言

某石化产业园区现有污水处理设施设计处理规模5 000m3／d，设计出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准。污水厂服务区内部分为居民区、部分为工业区，工业大多为化工类和医药类。根据石化产业园区发展需要拟建设二期污水处理厂，使最终处理能力达到15 000m3／d。因现有污水处理厂进水水质的波动较大，且指标超出原设计预期，导致现有设施出水不能达标。石化废水大多可生化性一般，传统生化处理工艺基本能满足综合排放标准的要求，难于满足城镇污水处理厂污染物排放标准要求。根据最大限度地利用现有处理设施改造思路，在分析污水进水水质及现有污水处理设施运行情况的基础上，提出了水解＋A／O＋MBR处理工艺路线。MBR处理工艺是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术，能够维持较高的微生物浓度，提高反应装置对污染物的整体去除效率，同时对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质，必要时可补加碳源，以满足系统中生物处理的需要。本中试是为改造及扩建工程进行的前期验证性试验研究。

1 现有污水处理工艺及进水水质

现有污水处理工艺为：原水→调节池→水解酸化池→接触氧化池→斜管沉淀池→出水外排。主要进出水指标如表1所示。

表1 现有设施主要进出水指标 mg／L（pH除外）

2 材料和方法

2.1 试验污水水质及试验规模

试验污水取自现有处理系统调节池，每天更新，废水水质试验期间波动与现场实际运行设施同步，试验装置设计处理规模为7 200 L／d。

2.2 工艺流程及中试装置

中试装置工艺流程如图1所示，水解池尺寸为φ1.2m×2.8m，有效水力停留时间9.6 h；缺氧池尺寸为1m×1m×2m，有效水力停留时间6.0 h；好氧池尺寸为3m×1m×2m，有效水力停留时间17.5 h；MBR池尺寸为1m×0.5m×2m，浸没式；回流比1～10倍，可调。

图1 中试装置工艺流程示意图

2.3 试验方法

（1）向A／O池内投入一期浓缩池污泥，维持系统内污泥质量浓度在8～10 g／L。

（2）向A／O池内投入2 000 L污水，运行48 h后取混合液化验COD，NH3－N。若COD，NH3－N降幅大于30%，则继续向A／O池内投入1 000 L污水，反之继续曝气。并每2 h检测O池内DO，pH。若COD，NH3－N降幅度大于50%则开始向系统中连续加入污水。

（3）最初连续进水量为100 L／h，稳定运行48 h后，提升至125 L／h再稳定运行24 h，后提升至设计流量170 L／h接着稳定运行24 h，然后提升至设计流量200 L／h稳定运行24 h，后提升至设计流量250 L／h稳定运行48 h，最后提升至设计流量300 L／h，达到设计流量。连续运行时，监测DO，pH，COD和NH3－N。

3 结果与讨论

3.1 系统稳定运行后水解池氨氮浓度变化情况

连续稳定运行期间，氨氮浓度不高，水解池进出水氨氮浓度见图2。水解池出水氨氮浓度平均约升高20%，虽然总量不大，但说明水解池存在氨化反应，有机氮在水解酸化池中被微生物分解，产生游离的氨氮。水解酶将大分子水解成小分子，在微生物体内或体外被分解时 ，以脱氨基的方式产生氨，而在水解池中除微生物繁殖需用到少量氨氮合成自身所需物质外其他方式氨氮的消耗及转化微乎其微。由此出现出水氨氮浓度高于进水氨氮浓度的现象。

3.2 系统稳定运行后A／O池的氨氮去除情况

连续中试稳定运行期间，A／O池进出水氨氮浓度见图3。氨氮去除率约70%，出水平均质量浓度约2.3mg／L。在好氧条件，微生物将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，完成硝化反应。后续膜的高效截留，不但实现了HRT和SRT的分离，保持系统具有较长的SRT，有利于世代周期长的硝化菌在系统中积累，而且使A／O池保持较高的MLSS，降低了F／M值，减弱了异养菌对DO的竞争，有利于硝化反应进行。除此之外，A／O池中大量微生物的同化作用也会消耗部分氨氮，同化作用与硝化作用的共同进行，使A／O池中的氨氮得到极大的去除。虽然进水氨氮浓度有波动，但池内大量微生物具有较强的抗冲击能力，使出水氨氮浓度较平稳，尤其是在试验后期，出水氨氮浓度保持平稳的低水平 ，远低于排放标准。

图2水解池进出水氨氮浓度变化情况

图3 A／O进出水氨氮浓度变化情况

3.3 系统稳定运行后COD的去除情况

连续稳定运行期间，中试装置进出水COD指标变化见图4。进水平均质量浓度256mg／L，最高500 mg／L，处理后出水平均质量浓度55.7mg／L，去除率78.24%。最后阶段（最后1周）运行更趋稳定，进水COD质量浓度180～500mg／L，平均293 mg／L；出水COD质量浓度32.1～48.8mg／L，平均35mg／L，去除率约88%；COD和氨氮指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准要求。系统对COD的高效去除率一方面是由于膜的截留作用提高了好氧池MLSS浓度，保持系统具有较低的F／M值，既有利于提高系统的抗冲击能力，又有利于有机物的降解；另一方面膜本身对胶体类有机物有一定的截留作用，延长其在系统内的停留时间，有利于对有机物的去除。除此之外，A／O系统具有反硝化和硝化作用，其中反硝化作用进行时微生物会利用部分有机物作为碳源，这一过程的进行也会使系统中的COD得到极大的去除。

图4 系统进出水COD变化情况

4 结语

（1）水解酸化＋A／O＋MBR处理工艺处理该园区污水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的一级A标准中对COD及NH3－N的要求。

（2）中试试验期间进水的波动较大。COD质量浓度在150～500 mg／L之间，NH3－N质量浓度在3～11mg／L之间，但装置的出水水质均比较稳定，COD质量浓度为32.1～48.8 mg／L之间，NH3－N质量浓度在0.1～2.8mg／L之间。说明水解酸化＋A／O＋MBR处理工艺具有较强的抗冲击负荷的能力和稳定的运行性能。

（3）在水量规模较小时 ，设置调节池调节水质是必要的。现有调节池偏小，应根据排水特性计算调节池容积。

（4）鉴于工业园区水质水量变化大 ，建议后期工程设计设置应急事故池，对临时排放的超标污水进行单独处理，以保证污水处理设施的稳定正常运行。

［1］马国栋，原文博.乌鲁木齐石化废水深度处理中试［J］.工业水处理，2010，30（2）：34－37.

［2］管国强，徐晓晨，柳丽芬，等.A／O－MBR处理PTA综合废水中试研究［J］.工业水处理 ，2011，31（10）：64－67.

［3］王振宇，王晓昌，金鹏康，等.A／O－MBR污水处理系统运行特性研究［J］.给水排水 ，2011，37（6）：31－34.

Pilot Study on A／O＋MBR Process for Treatment of Petrochemical IndustrialWastewater

DONG You CHENWenting LIWu
（SinosteelWuhan Safety&Environmental Protection Research Institute Co.，Ltd.Wuhan430081）

There are some problems in petrochemical industrial park，such as frequentwater quality fluctuation，poor biodegradability and flunk effluent test.Through analysesof theoperation of sewage treatment facilities andwastewaterquality data，the process flow of hydrolytic acidification＋A／O system＋ultrafiltration has been proposed and the pilot research is conducted on the site.After 3monthsof condition study and onemonth of trial run，the results show that the effluentof the concentrations of COD is less than 50mg／L，the concentrations of NH3－N is less than 5mg／L and the effluent can meet the requirementsof National FirstGrade ADischarge Standard（GB 18918—2002）.

petrochemical industrial park sewage treatment pilot MBR technology

董有，男，1965年生 ，教授级高工，主要从事水污染控制方面研究工作。

2016－03－21）