COD菌劑及助劑強(qiáng)化處理石化廢水
石化廢水排放量大，污染物成分復(fù)雜，難生化降解有機(jī)物含量高。對于難降解的石化廢水，國內(nèi)外普遍采用的是以生物法為主體，物理法和化學(xué)法為輔助手段的組合工藝。隨著石化企業(yè)生產(chǎn)工藝的日趨復(fù)雜，產(chǎn)生廢水中的有毒有害及難生物降解物質(zhì)不斷增多，對傳統(tǒng)生物工藝造成極大負(fù)擔(dān)，二級出水中仍殘留部分難降解有機(jī)物。隨著環(huán)保問題的日益突顯，以及國家、地方省份對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，各行業(yè)現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)面臨極大挑戰(zhàn)。
生物增效技術(shù)是針對廢水中特定的污染物類型開發(fā)的。高效生物菌劑產(chǎn)品可以有效去除廢水中的難降解污染物，保證穩(wěn)定和高標(biāo)準(zhǔn)的出水水質(zhì)。用于生物強(qiáng)化的高效菌劑可以來源于原有處理體系，經(jīng)過馴化、富集、篩選、培養(yǎng)達(dá)到一定數(shù)量后投加，也可以是原來不存在的外源微生物。生物增效技術(shù)可充分發(fā)揮微生物的潛力，改善難降解有機(jī)物的生物處理效果。近年來采用高效微生物菌劑進(jìn)行生物強(qiáng)化的研究和應(yīng)用日益增多。
現(xiàn)有污水處理市場的菌劑以國外產(chǎn)品為主。近年來國內(nèi)企業(yè)開始對菌劑產(chǎn)品進(jìn)行大力推廣應(yīng)用。本研究針對石化廢水的污染物特征開發(fā)了高效菌劑和助劑產(chǎn)品，并在某石化企業(yè)廢水生化處理單元進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，取得顯著的強(qiáng)化效果。
1、工程概況及排放標(biāo)準(zhǔn)
某石化企業(yè)同時(shí)擁有煉油裝置、化工裝置和化纖裝置，其原油綜合配套加工能力1250萬t/a，乙烯120萬t/a、對二甲苯38萬t/a、PTA34萬t/a、聚酯20萬t/a，為國內(nèi)最大的乙烯生產(chǎn)基地之一。其生化強(qiáng)化系統(tǒng)承擔(dān)來自乙烯、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧乙烷、乙二醇等生產(chǎn)裝置及輔助生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)污水，廠區(qū)生活污水及污染雨水的處理任務(wù)，處理污水量為150~200m3/h。
該處理系統(tǒng)現(xiàn)有進(jìn)出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
由表1可知，現(xiàn)有系統(tǒng)二沉池出水COD不穩(wěn)定，有時(shí)會出現(xiàn)超標(biāo)情況，因此探索采用COD菌劑及助劑強(qiáng)化生物處理系統(tǒng)，以穩(wěn)定出水水質(zhì)。
2、工藝流程及強(qiáng)化方案
2.1 工藝流程
該石化廢水采用常規(guī)生化法處理，工藝流程如圖1所示?；旌蠌U水經(jīng)綜合調(diào)節(jié)池均質(zhì)并初步水解酸化后進(jìn)入曝氣池，經(jīng)二沉池和緩沖池后外排。其中曝氣池污泥質(zhì)量濃度為5.0g/L，曝氣池容積為1500m3，水力停留時(shí)間約為10h。
2.2 生物強(qiáng)化方案
生物強(qiáng)化所用COD菌劑和助劑均為自主研發(fā)產(chǎn)品。COD菌劑產(chǎn)品主要包含多種針對石化廢水水質(zhì)特點(diǎn)而篩選的高效菌株，對石化廢水具有較好的降解能力，菌劑產(chǎn)品為棕褐色液體，其有效細(xì)菌總數(shù)＞1×109mL-1。菌劑產(chǎn)品開發(fā)流程如圖2所示。
生物助劑是根據(jù)微生物生長所需各種營養(yǎng)成分而配制的一種濃縮型助劑產(chǎn)品，可以緩解工業(yè)廢水營養(yǎng)貧乏對微生物代謝造成的不良影響，促進(jìn)生物代謝，從而加速生化系統(tǒng)對有機(jī)廢水的降解。
現(xiàn)場生物強(qiáng)化采用生物菌劑和助劑相結(jié)合的投加方式，生物強(qiáng)化周期為8月28日至9月26日，強(qiáng)化時(shí)間為30d。生物菌劑及助劑投加量基于菌劑產(chǎn)品的有效細(xì)菌總數(shù)和助劑濃度、進(jìn)水水質(zhì)、投加時(shí)間及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，綜合考慮菌劑投加后隨出水流失及菌劑在系統(tǒng)的增殖情況，生物強(qiáng)化前期投加略高，隨著強(qiáng)化時(shí)間增長，投加量逐步降低，具體投加方案見表2。
3、生物強(qiáng)化效果分析
3.1 曝氣池MLSS及MLVSS變化情況
因初始曝氣池污泥質(zhì)量濃度較高，因此建議廠方在生物強(qiáng)化的同時(shí)加大排泥量。MLVSS可反映混合污泥中活性部分的數(shù)量，在生物強(qiáng)化的前、中、后期分別測定曝氣池的MLVSS（見表3），以分析生物菌劑及助劑產(chǎn)品對活性污泥中活性組分的影響。
由表3可知，在生物強(qiáng)化初期曝氣池的污泥質(zhì)量濃度達(dá)到5.0g/L，MLVSS占比為56.2%，通過排泥，在第15、30天時(shí)污泥質(zhì)量濃度分別降至4.6、3.8g/L，而此時(shí)MLVSS占比卻分別提高至58.5%、59.7%，由此可知生物菌劑和助劑產(chǎn)品豐富了污泥的菌群結(jié)構(gòu)，有效提高了污泥中活性組分的比例。
3.2 曝氣池污泥比耗氧速率變化情況
污泥比耗氧速率（SOUR）是評價(jià)污泥微生物代謝活性的一個(gè)重要指標(biāo)，它是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所利用氧的量，根據(jù)同一系統(tǒng)不同時(shí)期污泥SOUR的變化可以判斷污泥性質(zhì)的改變。SOUR在一定程度上反映了污泥的代謝活性，從側(cè)面驗(yàn)證了污泥性能的變化。
污泥SOUR采用密閉間歇曝氣法測定，通過繪制溶解氧-時(shí)間曲線得到直線斜率，即為耗氧速率（OUR），根據(jù)式（1）可計(jì)算得到污泥的比耗氧速率。
在生物強(qiáng)化過程中定期對曝氣池污泥SOUR進(jìn)行測定，見表4。
由表4可見，隨著生物強(qiáng)化的進(jìn)行，曝氣池污泥的SOUR逐步升高，說明生物菌劑及助劑的投加對曝氣池污泥代謝性能產(chǎn)生了有益影響，提高了污泥對污染物的降解能力。
3.3 二沉池出水COD變化情況
生化系統(tǒng)的進(jìn)出水COD變化情況見圖3。
以生物強(qiáng)化前的二沉池出水?dāng)?shù)據(jù)作對照（8月1日至8月27日）。由圖3可以看出，對照期間二沉池出水平均COD為46.01mg/L，強(qiáng)化開始5d左右二沉池出水COD開始逐步降低，此后二沉池出水COD逐漸趨于穩(wěn)定且明顯低于強(qiáng)化前。強(qiáng)化期間二沉池出水平均COD為36.58mg/L，經(jīng)生物強(qiáng)化后二沉池出水COD去除率提高20.5%。強(qiáng)化結(jié)束7d內(nèi)二沉池出水平均COD為36.53mg/L，仍保持了較高的去除效果。
同時(shí)由表3可見，強(qiáng)化過程中隨著不斷排泥，污泥質(zhì)量濃度由最初的5.0g/L降至3.8g/L，污泥濃度降低24%，而此時(shí)污泥對COD的去除率卻提高了20.5%。由此可知經(jīng)過連續(xù)投加生物菌劑和助劑，曝氣池的污泥性能已發(fā)生明顯改善，對COD的降解能力大大增強(qiáng)。
4、結(jié)論
通過30d的生物強(qiáng)化，某石化企業(yè)廢水生化處理系統(tǒng)性能得到明顯改善。
（1）污泥菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，污泥活性得以改善：曝氣池MLVSS/MLSS由56.2%升至59.7%，同時(shí)曝氣池污泥比耗氧速率（SOUR）由0.0073mg/（g?min）升至0.0153mg/（g?min）。
（2）在污泥質(zhì)量濃度降低24%情況下，出水COD去除率明顯提高，菌劑及助劑對出水COD的強(qiáng)化效果顯著。（來源：中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，大慶煉化公司動力廠水質(zhì)研究所）