焦化廢水硝化系統受沖擊后恢復系統穩定參考實例

普羅生物技術（上海）有限公司 孫征超

山東德州某化工企業是一家資源綜合利用型、經濟循環式的綜合性化工企業，主要產品有對甲酚、山梨酸（鉀）、炭黑、白炭黑、甲醇、焦炭、丙烯、聚丙烯等。污水處理裝置分為預處理、生化處理和深度處理三部分，焦化廢水中的主要有機組分是酚類，其他有機物包括多環芳烴和一些含有氮、氧和硫的雜環化合物，無機組分則包括氰化物、硫氰化物和氨氮等。根據不同的檢出限，焦化廢水中可以檢測出數百種化合物，因此，焦化廢水被認為是一種典型的難降解、對環境危害巨大的高濃度有機廢水[1]。

該污水處理裝置設計處理水量80 m3/h，其中包括生產排水45 m3/h、生活污水2 m3/h及其他排水約33 m3/h。實際處理量為50 m3/h左右，工藝為“蒸氨來水+預處理+厭氧池+缺氧池+好氧池+二沉池+催化氧化+二沉池+清水池+MVC蒸發”。

一、材料與方法

（一）試劑與儀器

普羅生物技術（上海）有限公司生產的硝化菌是針對污水處理硝化系統研發的生物制劑，由從大自然中篩選出的反硝化菌種、酶制劑和營養物質專業配比組成，主要用于提高污水處理系統的硝化能力（硝化菌特性如表1所示）。

表1 硝化菌具體特性

（二）污水處理工藝

圖1為污水處理工藝流程圖。

圖1 污水處理工藝流程圖

（三）工藝調整措施

（1）2021年6月13日共計投加80公斤硝化菌到好氧池，好氧池前段投加40公斤，好氧池中段投加20公斤，好氧池末段投加20公斤，調整現場回流量，內回流由110 m3/h減少到70 m3/h，外回流由150 m3/h 減少到 110 m3/h，盡量增大好氧池停留時間。

（2）2021年6月14日投加40公斤硝化菌到好氧池前段，好氧池中段投加20公斤，好氧池末段投加20公斤，現場檢測各段硝酸鹽顯色情況，好氧池中段開始有硝態氮產生，好氧池末端硝態氮顏色顯色深度加深。

（3）2021年6月15日投加40公斤硝化菌到好氧池前段，現場檢測各段硝酸鹽顯色情況，好氧池各段都有硝態氮顏色反應。

（4）2021年6月16日分別減少內外回流比，內回流由100 m3/h減少到 70 m3/h，外回流由 120 m3/h減少到100 m3/h，每兩個小時投加40公斤純堿到好氧池補充堿度，一天大約補充400公斤，每班補充4公斤磷鹽。

（5）2021年6月18日投加40公斤硝化菌到好氧池，pH值控制8.0-8.5之間，堿度400 mg/L以上（好氧池投加片堿80公斤、純堿240公斤）。好氧池末段到好氧池前段回流量控制在50 m3/h-60 m3/h之間，二沉池到缺氧池回流量控制在60 m3/h—70 m3/h 之間。

（6）2021年6月20日好氧池末段到缺氧池回流量控制z50m3/h—60m3/h之間，為了使好氧池硝化液充分混合，二沉池到好氧池回流量調整到120m3/h—130m3/h之間。檢測各池溶解氧數據，好氧池各池溶解氧都能保持在4.0mg/L-5.0mg/L之間,缺氧池溶解氧在0.5mg/L左右。晚上投加100公斤硝化菌到好氧池，投加500公斤粉末活性炭到好氧池。

（7）2021年6月21日投加400公斤粉末活性炭到好氧池,pH值控制7.7以上/堿度500 mg/L以上（好氧池投加片堿80公斤、純堿240公斤），檢測各池溶解氧數據，好氧池各池溶解氧都能保持在4.0 mg/L-5.0 mg/L之間,缺氧池溶解氧在0.5 mg/L左右。投加100公斤硝化菌到好氧池，改變好氧池到缺氧池回流運行方式，此回流泵開兩個小時關兩個小時，盡可能增加好氧池停留時間。

（8）2021年6月22日每班投加200公斤活性炭到好氧池，中班停止投加純堿和片堿，只投加磷鹽，調整氣浮池硫酸亞鐵投加量，由每班12袋增加到15袋，投加150公斤硝化菌到好氧池，好氧池到缺氧池回流泵開兩個小時關兩個小時,此運行方式導致回流泵不上量，改成50 m3/h連續運轉。

（9）2021年6月23日上午投加60公斤硝化菌到好氧池，每班投加200公斤活性炭到好氧池，檢測各池溶解氧數據，好氧池各池溶解氧都能保持在4.0 mg/L-5.0 mg/L之間，缺氧池溶解氧在0.5mg/L左右，檢測各池硝酸鹽顯色情況，好氧池顯色加重。

（10）2021年6月25日好氧池前段氨氮由28.13 mg/L降至22.51 mg/L，好氧池中段由16.17 mg/L降至2.81 mg/L，好氧池末段穩定在0.56 mg/L。

二、數據分析

如圖2所示，根據進水COD變化曲線可知，COD從6月4日開始逐步上漲，6月11日達到最大4906mg/L，結合表3綜合分析，厭氧池氨氮同時開始下降，好氧池出水氨氮開始波動。由此可以看出，進水COD上漲對厭氧池氨氮下降產生了直接影響（有機氮氨化速率下降），導致好氧系統中有機氮氨上升。

圖2 生化系統的進水COD數據

如圖3所示，2021年6月10日進水氨氮和厭氧出水氨氮開始下降，好氧出水氨氮開始逐步上升，說明系統硝化反應速率逐漸減弱。厭氧氨氮高于進水氨氮，充分說明進水含有有機氮（氰化物），該有機氮在厭氧系統進行氨化反應，所以厭氧出水氨氮高于進水氨氮，有倒掛現象[2]。分析厭氧池氨氮下降的原因有兩種可能：一是隨著進水氨氮的下降，厭氧出水氨氮同步下降。二是厭氧系統對有機氮的轉化能力下降，導致厭氧出水氨氮出現下降。

圖3 生化系統的進水氨氮、厭氧池和好氧池出水氨氮

三、結論

（1）蒸氨廢水COD上升，含有大量的氰化物，氰化物對微生物產生了抑制作用，造成厭氧系統的氨化速率下降，未降解的有機氮進入好氧系統繼續完成氨化，好氧系統不能完全降解在末端被氨化的有機氮造成氨氮上升。

（2）生化系統污泥解體，導致活性污泥相對大量流失，造成厭氧系統氨化速率下降，硝化反應速率下降，出水氨氮持續上升，雖然這個時間段投加了一定量的硝化菌種，但由于菌種沒有足夠的載體附著，導致菌種處于游離狀態，流失嚴重，硝化反應不能得到有效提高。

所以，引起本次系統氨氮超標的根本原因為蒸氨廢水COD上升，含有大量的氰化物，氰化物不僅對微生物產生了抑制作用，更重要的是氰化物在生化池內不斷氨化，導致好氧池出水氨氮超標。

四、建議

為確保生化系統長期穩定運行，建議運行時要注意控制以下條件（但不局限于）：

（1）生化系統進水量Q≤1200 m3/d，COD≤4500 mg/L，氨氮≤100 mg/L，總氮≤200 mg/L，硫氰化物≤300 mg/L，酚≤1000 mg/L，氰化物≤50 mg/L。

（2）生化池pH值控制在7.5-8.5之間，好氧池堿度控制在250mg/L-450mg/L之間，好氧池溶解氧控制在2mg/L-5mg/L之間，缺氧池溶解氧控制在0.1 mg/L-0.5 mg/L之間，好氧池末端到缺氧池1#回流量控制在100%-150%之間，二沉池到SBR池4#回流量控制在150%左右。

（3）根據污泥濃度、沉降性能、系統處理效果等情況綜合考慮，優化日常排泥，建議SV30控制在60%-70%之間。

（4）確保生化池進水C：N：P＝100：5：1，以保證微生物的良好生長，要確保各種設備，水泵、泥泵的正常運轉，特別是曝氣系統，回流泵等的正常運轉。

（5）污水系統在實際的運行過程中會出現異常波動，可以適量儲備硝化菌種，當系統數據出現異常時，第一時間投加更利于系統快速恢復。