焦化廢水硝化系統(tǒng)受沖擊后恢復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定參考實(shí)例

普羅生物技術(shù)（上海）有限公司 孫征超

山東德州某化工企業(yè)是一家資源綜合利用型、經(jīng)濟(jì)循環(huán)式的綜合性化工企業(yè)，主要產(chǎn)品有對(duì)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(yù)處理、生化處理和深度處理三部分，焦化廢水中的主要有機(jī)組分是酚類，其他有機(jī)物包括多環(huán)芳烴和一些含有氮、氧和硫的雜環(huán)化合物，無機(jī)組分則包括氰化物、硫氰化物和氨氮等。根據(jù)不同的檢出限，焦化廢水中可以檢測(cè)出數(shù)百種化合物，因此，焦化廢水被認(rèn)為是一種典型的難降解、對(duì)環(huán)境危害巨大的高濃度有機(jī)廢水[1]。

該污水處理裝置設(shè)計(jì)處理水量80 m3/h，其中包括生產(chǎn)排水45 m3/h、生活污水2 m3/h及其他排水約33 m3/h。實(shí)際處理量為50 m3/h左右，工藝為“蒸氨來水+預(yù)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(fā)”。

一、材料與方法

（一）試劑與儀器

普羅生物技術(shù)（上海）有限公司生產(chǎn)的硝化菌是針對(duì)污水處理硝化系統(tǒng)研發(fā)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)專業(yè)配比組成，主要用于提高污水處理系統(tǒng)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(diào)整措施

（1）2021年6月13日共計(jì)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(diào)整現(xiàn)場(chǎng)回流量，內(nèi)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(shí)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(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)各段硝酸鹽顯色情況，好氧池中段開始有硝態(tài)氮產(chǎn)生，好氧池末端硝態(tài)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(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)各段硝酸鹽顯色情況，好氧池各段都有硝態(tài)氮顏色反應(yīng)。

（4）2021年6月16日分別減少內(nèi)外回流比，內(nèi)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?jī)蓚€(gè)小時(shí)投加40公斤純堿到好氧池補(bǔ)充堿度，一天大約補(bǔ)充400公斤，每班補(bǔ)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(diào)整到120m3/h—130m3/h之間。檢測(cè)各池溶解氧數(shù)據(jù)，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(cè)各池溶解氧數(shù)據(jù)，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(yùn)行方式，此回流泵開兩個(gè)小時(shí)關(guān)兩個(gè)小時(shí)，盡可能增加好氧池停留時(shí)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(diào)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(gè)小時(shí)關(guān)兩個(gè)小時(shí),此運(yùn)行方式導(dǎo)致回流泵不上量，改成50 m3/h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（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(cè)各池溶解氧數(shù)據(jù)，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(cè)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(wěn)定在0.56 mg/L。

二、數(shù)據(jù)分析

如圖2所示，根據(jù)進(jìn)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(dá)到最大4906mg/L，結(jié)合表3綜合分析，厭氧池氨氮同時(shí)開始下降，好氧池出水氨氮開始波動(dòng)。由此可以看出，進(jìn)水COD上漲對(duì)厭氧池氨氮下降產(chǎn)生了直接影響（有機(jī)氮氨化速率下降），導(dǎo)致好氧系統(tǒng)中有機(jī)氮氨上升。

圖2 生化系統(tǒng)的進(jìn)水COD數(shù)據(jù)

如圖3所示，2021年6月10日進(jìn)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(tǒng)硝化反應(yīng)速率逐漸減弱。厭氧氨氮高于進(jìn)水氨氮，充分說明進(jìn)水含有有機(jī)氮（氰化物），該有機(jī)氮在厭氧系統(tǒng)進(jìn)行氨化反應(yīng)，所以厭氧出水氨氮高于進(jìn)水氨氮，有倒掛現(xiàn)象[2]。分析厭氧池氨氮下降的原因有兩種可能：一是隨著進(jìn)水氨氮的下降，厭氧出水氨氮同步下降。二是厭氧系統(tǒng)對(duì)有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化能力下降，導(dǎo)致厭氧出水氨氮出現(xiàn)下降。

圖3 生化系統(tǒng)的進(jìn)水氨氮、厭氧池和好氧池出水氨氮

三、結(jié)論

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

（2）生化系統(tǒng)污泥解體，導(dǎo)致活性污泥相對(duì)大量流失，造成厭氧系統(tǒng)氨化速率下降，硝化反應(yīng)速率下降，出水氨氮持續(xù)上升，雖然這個(gè)時(shí)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(dǎo)致菌種處于游離狀態(tài)，流失嚴(yán)重，硝化反應(yīng)不能得到有效提高。

所以，引起本次系統(tǒng)氨氮超標(biāo)的根本原因?yàn)檎舭睆U水COD上升，含有大量的氰化物，氰化物不僅對(duì)微生物產(chǎn)生了抑制作用，更重要的是氰化物在生化池內(nèi)不斷氨化，導(dǎo)致好氧池出水氨氮超標(biāo)。

四、建議

為確保生化系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，建議運(yùn)行時(shí)要注意控制以下條件（但不局限于）：

（1）生化系統(tǒng)進(jìn)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(jù)污泥濃度、沉降性能、系統(tǒng)處理效果等情況綜合考慮，優(yōu)化日常排泥，建議SV30控制在60%-70%之間。

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

（5）污水系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)異常波動(dòng)，可以適量?jī)?chǔ)備硝化菌種，當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，第一時(shí)間投加更利于系統(tǒng)快速恢復(fù)。