生物增效技術在提高煉油污水氨氮處理效果方面的應用

袁素學

（中石化塔河分公司，新疆 庫車 842000）

在工業污水生物處理系統中，微生物通過自身的新陳代謝作用將污染物降解為無毒、無害的小分子物質。但現代工業排放的大量污染物對微生物有較強的毒害和抑制作用，因此，微生物生長緩慢，維持高濃度微生物的條件控制困難[1]。在生物硝化工藝中,由于硝化菌生長率緩慢，硝化菌產率低就會導致硝化反應啟動時間長、污泥流失嚴重或遭受負荷沖擊難恢復[2]。此時，可采用生物增效技術作為有效的輔助手段。

“生物增效技術”是一種污水處理過程中通過加入具有特定降解能力的生物菌群，增強污水處理系統自身處理能力的技術。

2007年“生物增效技術”被中國國家環保局認定為《國家鼓勵發展的環境保護技術》。

該技術可用于污水處理系統中的有機物降解、氨氮去除、快速啟動、故障恢復、臭味控制、消除富營養化等方面?！吧镌鲂Ъ夹g”的優勢有以下幾點:（1）不增加系統硬件投資；（2）有效縮短生物處理系統啟動和故障恢復時間；（3）一次性建立效果,長期有效。

由于生物增效技術的原理是向工業污水生物處理系統中投加從自然界篩選的優勢菌種或者通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質的方法，因此，它可以快速增加系統中的有效生物量，以強化系統對某一特定或特殊污染物的處理能力[3]。

本文以中石化新疆某分公司2#污水處理裝置為例，詳細介紹生物增效技術在煉油污水生物處理系統中有效提高氨氮去除效果的應用。

1 污水處理系統概況

1.1 裝置概況

2#污水處理裝置設計規模250m3·h-1（其中生活污水 5m3·h-1），污水回用處理設計規模 180m3·h-1。為最大限度做到節水減排，2#污水處理裝置將含油污水和含鹽污水合并為一個系統處理，采用除油工藝、生化工藝和深度處理回用工藝。2#污水處理裝置由含油污水處理系統、回用水處理系統、污油回收系統、“三泥”處理系統等組成。污水處理后達到國家標準《污水再生利用工程設計規范》GB50335-2002中的城市雜用水水質控制指標，回用于除鹽水站、循環水場等。外排水執行《污水綜合排放標準》GB8978-1996二級標準。

1.2 工藝流程

圖1 2#污水處理場及污水回用設施工藝流程Fig.1 Flow of No.2 sewage disposal and wastewater reuse facility process

1.3 存在的問題

2#污水處理裝置自2010年建成運行以來，因進水污染物比較復雜、難處理，氨氮去除效果很差，時常出現出水氨氮值比進水高的情況，2011年8月該污水廠又面臨驗收，居高不下的氨氮值成了困擾企業的一個大難題。2011年5月該污水廠生物處理裝置進水和出水氨氮值見表1。

表1 生物處理系統進水和出水氨氮值Tab.1 Ammonia nitrogen values of biological treatment system influent and effluent

由表1可知，系統硝化反應效果基本沒有,氨氮去除能力很低,因此，為了盡快在生化裝置中建立硝化-反硝化反應，該污水廠決定在生物處理系統引入生物增效技術，利用外來硝化菌“種源”接種，迅速培養硝化菌和反硝化菌，提高系統對氨氮的降解效率。

2 硝化菌使用

2.1 投加位置

硝化菌種在2#污水處理裝置的A/O1生化池的O1池使用，A/O1池分2組并列進水。

2.2 使用周期和投加量

硝化菌的使用周期為45d，出水氨氮值達標（氨氮值≤15mg·L-1）后15d為穩定觀察期。投加量見表2。

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

2.3 其他主要工藝參數控制

2.3.1 營養物 A/O1池和O2池（并列4組）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系統進水和出水pH值均低于7，實測值見表3。

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

為了保障硝化菌正常進行硝化-反硝化反應，所需要的pH值至少在7.5以上，A/O1池每天投加液堿，同時配合投加NaHCO3，調節pH值在要求以內。

3 數據及分析

圖2 2#污水生化裝置硝化菌使用后氨氮變化情況Fig.2 Variation of Ammonia nitrogen of No.2 system after using the nitrifying bacteria

由圖2可以看出，2#污水生化裝置總進水氨氮數值高且波動大，氣浮裝置出水氨氮隨總進水氨氮值波動且下降不明顯。硝化菌自5月31日夜班開始在A/O池好氧段投加使用，前期大投加量進行啟動強化，隨著硝化菌的投加，硝化菌逐漸適應2#污水生化系統的水質特點，硝化菌投加量逐步減少，二沉池出水氨氮開始出現穩定的下降，通過圖6觀察到沉淀池出水氨氮曲線逐步走低。6月29號二沉池的出水氨氮值降至15mg·L-1以下，出水氨氮值為12.6mg·L-1，自此進入硝化菌效果觀察的穩定期。截至到7月13號，共計15d的穩定觀察期，期內二沉池出水氨氮值均小于15mg·L-1的標準，最小為4.51mg·L-1，符合預期要求，同時也可以確定2#污水生化裝置的硝化-反硝化反應系統已建立完成。

4 結論

綜上所述，通過生物增效技術向系統加入硝化菌種使得2#污水處理裝置生化系統完全建立和鞏固了硝化-反硝化反應，確保了出水氨氮達標。除了生物增效技術發揮了明顯的效果外，也需要注意控制好以下幾個參數：

（1）A/O1池進水pH值控制 硝化菌相對比較脆弱，保證進水pH值高于7.5，有利于發揮硝化菌降解氨氮的功能；若對pH值的控制低于7.5，硝化菌的硝化功能將退化，直至完全消失?，F場需安排加堿，調節A/O1池的進水pH值。

（2）硝態液回流 A/O1池的進水COD和氨氮偏高，加大硝態回流可以稀釋進水，降低生化池的污泥負荷，提高處理效率，建議將硝態回流控制在≥200%。

（3）O1段和O2段營養 建議在目前的水量條件下，要經常補充淀粉、葡萄糖等營養。

［1］王建芳，趙慶良，林佶侃，等.生物強化技術及其在廢水生物處理中的應用［J］.環境工程學報，2007，1（9）：40.

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

［3］徐軍翔，楊翔華，姚秀清，等.生物強化技術處理難降解有機污染物的研究進展［J］.化工環保，2007，27（9）：129.