試論改善生化結構提高污水處理效率

欒德海

【摘要】隨著國家對水資源保護越來越重視，環保形勢日趨嚴峻，污水處理將各生產污水處理達標是化工企業所必須的，特別是對于所排放污水中的化學需氧量及對化學需氧量的影響，如何改進并提高所排放污水的處理能力是污水處理亟待解決的問題。通過對煉化企業污水處理場的生化系統實施菌種優化、工藝改造等措施，提高生化系統應對高負荷污水沖擊，提高污水處理效率，實現污水達標排放目標。

【關鍵詞】生態環境? 生化系統? 污泥? A/O? COD

隨著國家對水資源保護越來越重視，環保形勢日趨嚴峻，污水處理將各生產污水處理達標是化工企業所必須的，特別是對于所排放污水中的化學需氧量及對化學需氧量的影響，如何改進并提高所排放污水的處理能力是污水處理亟待解決的問題。現在有的企業采取的是生化處理污水中的化學需氧量，污水生化處理池原設計處理污水進水COD濃度在1500mg/L以下，但實際進口污水COD濃度遠遠超于設計能力，所排放污水COD濃度幾倍于設計能力，根據實際情況通過技術改造：增加均質調節池收納量;提高污泥活性;調節生化池內溫度;調節生化池內營養物質中氮磷投加量，在所排放污水COD濃度相當高的情況下使出水COD濃度控制在所排放指標內。在應對高負荷污水沖擊上，僅靠預處理調節是不夠的，必須改善生化污泥結構，提高污泥的耐沖擊能力。

一、優化污泥菌種，提高對高含硫污水的處理能力

特別是針對氯乙酸產品增加的生化處理污水的配套設施，此配套設施主要處理氯乙酸廢水和冰醋酸廢水，污水處理能力已可達日處理 450m3，該配套設施采用活性污泥法進行生化處理，活性污泥法是利用微生物在生長繁殖過程中形成表面積較大的菌膠團，大量絮凝和吸附廢水中懸浮的溶解性污染物，并使這些物質進入細胞體內后，經代謝作用合成為微生物細胞組成物質，這些物質能完全氧化為CO2和水等。這些具有活性的微生物絮凝泥粒狀的微生物群體構成了活性污泥。即活性污泥法就是以活性污泥為主體的廢水處理法。廢水中主要是極少量氯乙酸污水COD（化學需氧量）超標需進一步生化處理。雖然增加了此配套設施，但是原設計污水處理生化裝置能力進水COD低于1500mg/L，經過生化處理后出水COD低于150mg/L為達標排放，此指標已經遠遠不能滿足環保需求，此外，生產過程控制中時有超標問題，均質調節池進口濃度甚至幾倍于指標，加上國家對企業排放標準一再修訂，因此，裝置、操作方法的持續改進才能不斷滿足生產的需要。活性污泥具有降解廢水中的有機污染物、除磷脫氮的能力，而過量的硫化物會對微生物活性產生強烈的抑制。為了增強活性污泥對高含硫污水適應能力，可在生化系統內投加廢水處理劑和硫化物氣味消除劑，廢水處理劑是經特定篩選和馴化的微生物孢子與營養劑的混合物，具備多種有機物降解能力;消除劑是由特定的菌株配置而成，可以利用氧氣、硝酸鹽或其他替代電子來氧化硫化物、硫醇以及揮發性脂肪酸，并利用其中的菌株所產生的酶，建立起適合的生物菌群從而優化污泥菌種，增強了污泥對抗高硫、高COD的能力。二、改進A/O工藝

生化AO工藝是傳統脫氮除磷工藝，其中A段（厭氧段）因無攪拌裝置，污水存在偏流短路問題，填料生物膜與污水的接觸混合不理想，污水的實際停留時間僅為設計停留時間的10%～20%。由于厭氧段供風量的限制，導致活性污泥沉積在A段，發生腐化，產生大量的有毒物質，影響好氧段的運行。在缺氧條件下，在填料上直接培養生物膜較為困難通常需要對缺氧池進行不定期的曝氣。生化池O段（好氧段）的主要作用是完成碳化和硝化反應，生產中生化池各部位的DO值分布不均，溫度難以控制對硝化反應產生制約。

二、針對A/O工藝存在的不足，污水場對其進行部分改進

（1）將原有的接觸氧化水解模式改造為泥膜混合水解模式，將原有填料部分拆除，增設水下推進器和出水分布器，通過增加微生物數量和改善水力學環境，來強化缺氧池處理效果和抗沖擊能力，保持A段出水均勻，有效利用A池容積。

（2）0段采用“懸浮填料+活性污泥法（AGAR工藝）”，通過在生化池中投放比重接近于水的塑料填料作為微生物的載體，該填料具有有效表面積大、適合微生物吸附生長等特點。當曝氣充氧時，空氣泡的上升浮力推動填料和周圍的水體流動起來，當氣流穿過水流和填料的空隙時又被填料阻滯，并被分割成小氣泡，增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。當污水成分發生變化或污水毒性增加時，生物膜的耐受力很強，從而提高抗沖擊性和氨氮的去除效果。

三、引進新的生物有機磷，調整污泥營養比例

生化系統長期使用磷酸氫二鈉后，使得污泥對磷鹽的吸收性變差，微生物活性下降。為了提高污泥對磷鹽的吸收，污水處理場選擇投加新的生物活性磷，生物活性磷是攜帶能量的磷酸鹽（ATP&ADP）、核酸、數種關鍵輔酶和磷脂的復合物。小分子有機酸作為養分的高效運輸載體極大提高了微生物對營養的吸收效率，促進了微生物生長作用，同時它也能提高微生物對疾病和惡劣環境的抵抗能力，屏蔽重金屬毒性和克服微生物毒理抑制性的作用。這種新型有機磷投加生化的濃度平均水平為4.14mg/L，微生物鏡檢情況良好，污泥體現出更高的活性和處理功效

四、效能分析

對于所排放污水中的化學需氧量及對化學需氧量的影響，如何改進并提高所排放污水的處理能力是污水處理亟待解決的問題。通過對煉化企業污水處理場的生化系統實施菌種優化、工藝改造等措施，提高生化系統應對高負荷污水沖擊，提高污水處理效率，實現污水達標排放目標。以處理量500m3/h生化系統進行改造核算，菌種優化投資約2萬元主要是購買菌種藥劑費用，生化池改造主要是設備投資費用約300萬元。通過改造，污水場生化系統的污泥結構有了很大的改善，抗沖擊能力得到增強，2018年污水處理合格率達到98%以上，出水COD小于60mg/L，后續污水回用增加產水3萬余噸，年可節省新鮮水費用15萬元。