董有 陳文廷 李武

（中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司 武漢430081）

A／O＋M BR工藝處理石化產(chǎn)業(yè)園污水中試研究

董有 陳文廷 李武

（中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司 武漢430081）

針對某石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)污水水質(zhì)波動大、可生化性不好、現(xiàn)有污水處理工藝難于達標(biāo)等問題，在分析現(xiàn)有設(shè)施運行情況和實際水質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上，提出了采用水解＋A／O＋MBR的工藝處理該園區(qū)污水，并進行現(xiàn)場中試試驗研究。經(jīng)3個月的條件試驗及1個月的連續(xù)運行，處理后出水COD質(zhì)量濃度低于50mg／L，氨氮質(zhì)量濃度低于5mg／L，達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。

石化產(chǎn)業(yè)園 污水處理 中試 MBR工藝

0 引言

某石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)現(xiàn)有污水處理設(shè)施設(shè)計處理規(guī)模5 000m3／d，設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)。污水廠服務(wù)區(qū)內(nèi)部分為居民區(qū)、部分為工業(yè)區(qū)，工業(yè)大多為化工類和醫(yī)藥類。根據(jù)石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展需要擬建設(shè)二期污水處理廠，使最終處理能力達到15 000m3／d。因現(xiàn)有污水處理廠進水水質(zhì)的波動較大，且指標(biāo)超出原設(shè)計預(yù)期，導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)施出水不能達標(biāo)。石化廢水大多可生化性一般，傳統(tǒng)生化處理工藝基本能滿足綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，難于滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)最大限度地利用現(xiàn)有處理設(shè)施改造思路，在分析污水進水水質(zhì)及現(xiàn)有污水處理設(shè)施運行情況的基礎(chǔ)上，提出了水解＋A／O＋MBR處理工藝路線。MBR處理工藝是一種由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，能夠維持較高的微生物濃度，提高反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率，同時對進水負荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)，必要時可補加碳源，以滿足系統(tǒng)中生物處理的需要。本中試是為改造及擴建工程進行的前期驗證性試驗研究。

1 現(xiàn)有污水處理工藝及進水水質(zhì)

現(xiàn)有污水處理工藝為：原水→調(diào)節(jié)池→水解酸化池→接觸氧化池→斜管沉淀池→出水外排。主要進出水指標(biāo)如表1所示。

表1 現(xiàn)有設(shè)施主要進出水指標(biāo) mg／L（pH除外）

2 材料和方法

2.1 試驗污水水質(zhì)及試驗規(guī)模

試驗污水取自現(xiàn)有處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池，每天更新，廢水水質(zhì)試驗期間波動與現(xiàn)場實際運行設(shè)施同步，試驗裝置設(shè)計處理規(guī)模為7 200 L／d。

2.2 工藝流程及中試裝置

中試裝置工藝流程如圖1所示，水解池尺寸為φ1.2m×2.8m，有效水力停留時間9.6 h；缺氧池尺寸為1m×1m×2m，有效水力停留時間6.0 h；好氧池尺寸為3m×1m×2m，有效水力停留時間17.5 h；MBR池尺寸為1m×0.5m×2m，浸沒式；回流比1～10倍，可調(diào)。

圖1 中試裝置工藝流程示意圖

2.3 試驗方法

（1）向A／O池內(nèi)投入一期濃縮池污泥，維持系統(tǒng)內(nèi)污泥質(zhì)量濃度在8～10 g／L。

（2）向A／O池內(nèi)投入2 000 L污水，運行48 h后取混合液化驗COD，NH3－N。若COD，NH3－N降幅大于30%，則繼續(xù)向A／O池內(nèi)投入1 000 L污水，反之繼續(xù)曝氣。并每2 h檢測O池內(nèi)DO，pH。若COD，NH3－N降幅度大于50%則開始向系統(tǒng)中連續(xù)加入污水。

（3）最初連續(xù)進水量為100 L／h，穩(wěn)定運行48 h后，提升至125 L／h再穩(wěn)定運行24 h，后提升至設(shè)計流量170 L／h接著穩(wěn)定運行24 h，然后提升至設(shè)計流量200 L／h穩(wěn)定運行24 h，后提升至設(shè)計流量250 L／h穩(wěn)定運行48 h，最后提升至設(shè)計流量300 L／h，達到設(shè)計流量。連續(xù)運行時，監(jiān)測DO，pH，COD和NH3－N。

3 結(jié)果與討論

3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后水解池氨氮濃度變化情況

連續(xù)穩(wěn)定運行期間，氨氮濃度不高，水解池進出水氨氮濃度見圖2。水解池出水氨氮濃度平均約升高20%，雖然總量不大，但說明水解池存在氨化反應(yīng)，有機氮在水解酸化池中被微生物分解，產(chǎn)生游離的氨氮。水解酶將大分子水解成小分子，在微生物體內(nèi)或體外被分解時 ，以脫氨基的方式產(chǎn)生氨，而在水解池中除微生物繁殖需用到少量氨氮合成自身所需物質(zhì)外其他方式氨氮的消耗及轉(zhuǎn)化微乎其微。由此出現(xiàn)出水氨氮濃度高于進水氨氮濃度的現(xiàn)象。

3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后A／O池的氨氮去除情況

連續(xù)中試穩(wěn)定運行期間，A／O池進出水氨氮濃度見圖3。氨氮去除率約70%，出水平均質(zhì)量濃度約2.3mg／L。在好氧條件，微生物將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，完成硝化反應(yīng)。后續(xù)膜的高效截留，不但實現(xiàn)了HRT和SRT的分離，保持系統(tǒng)具有較長的SRT，有利于世代周期長的硝化菌在系統(tǒng)中積累，而且使A／O池保持較高的MLSS，降低了F／M值，減弱了異養(yǎng)菌對DO的競爭，有利于硝化反應(yīng)進行。除此之外，A／O池中大量微生物的同化作用也會消耗部分氨氮，同化作用與硝化作用的共同進行，使A／O池中的氨氮得到極大的去除。雖然進水氨氮濃度有波動，但池內(nèi)大量微生物具有較強的抗沖擊能力，使出水氨氮濃度較平穩(wěn)，尤其是在試驗后期，出水氨氮濃度保持平穩(wěn)的低水平 ，遠低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖2水解池進出水氨氮濃度變化情況

圖3 A／O進出水氨氮濃度變化情況

3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后COD的去除情況

連續(xù)穩(wěn)定運行期間，中試裝置進出水COD指標(biāo)變化見圖4。進水平均質(zhì)量濃度256mg／L，最高500 mg／L，處理后出水平均質(zhì)量濃度55.7mg／L，去除率78.24%。最后階段（最后1周）運行更趨穩(wěn)定，進水COD質(zhì)量濃度180～500mg／L，平均293 mg／L；出水COD質(zhì)量濃度32.1～48.8mg／L，平均35mg／L，去除率約88%；COD和氨氮指標(biāo)均達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。系統(tǒng)對COD的高效去除率一方面是由于膜的截留作用提高了好氧池MLSS濃度，保持系統(tǒng)具有較低的F／M值，既有利于提高系統(tǒng)的抗沖擊能力，又有利于有機物的降解；另一方面膜本身對膠體類有機物有一定的截留作用，延長其在系統(tǒng)內(nèi)的停留時間，有利于對有機物的去除。除此之外，A／O系統(tǒng)具有反硝化和硝化作用，其中反硝化作用進行時微生物會利用部分有機物作為碳源，這一過程的進行也會使系統(tǒng)中的COD得到極大的去除。

圖4 系統(tǒng)進出水COD變化情況

4 結(jié)語

（1）水解酸化＋A／O＋MBR處理工藝處理該園區(qū)污水能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級A標(biāo)準(zhǔn)中對COD及NH3－N的要求。

（2）中試試驗期間進水的波動較大。COD質(zhì)量濃度在150～500 mg／L之間，NH3－N質(zhì)量濃度在3～11mg／L之間，但裝置的出水水質(zhì)均比較穩(wěn)定，COD質(zhì)量濃度為32.1～48.8 mg／L之間，NH3－N質(zhì)量濃度在0.1～2.8mg／L之間。說明水解酸化＋A／O＋MBR處理工藝具有較強的抗沖擊負荷的能力和穩(wěn)定的運行性能。

（3）在水量規(guī)模較小時 ，設(shè)置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)是必要的。現(xiàn)有調(diào)節(jié)池偏小，應(yīng)根據(jù)排水特性計算調(diào)節(jié)池容積。

（4）鑒于工業(yè)園區(qū)水質(zhì)水量變化大 ，建議后期工程設(shè)計設(shè)置應(yīng)急事故池，對臨時排放的超標(biāo)污水進行單獨處理，以保證污水處理設(shè)施的穩(wěn)定正常運行。

［1］馬國棟，原文博.烏魯木齊石化廢水深度處理中試［J］.工業(yè)水處理，2010，30（2）：34－37.

［2］管國強，徐曉晨，柳麗芬，等.A／O－MBR處理PTA綜合廢水中試研究［J］.工業(yè)水處理 ，2011，31（10）：64－67.

［3］王振宇，王曉昌，金鵬康，等.A／O－MBR污水處理系統(tǒng)運行特性研究［J］.給水排水 ，2011，37（6）：31－34.

Pilot Study on A／O＋MBR Process for Treatment of Petrochemical IndustrialWastewater

DONG You CHENWenting LIWu
（SinosteelWuhan Safety&Environmental Protection Research Institute Co.，Ltd.Wuhan430081）

There are some problems in petrochemical industrial park，such as frequentwater quality fluctuation，poor biodegradability and flunk effluent test.Through analysesof theoperation of sewage treatment facilities andwastewaterquality data，the process flow of hydrolytic acidification＋A／O system＋ultrafiltration has been proposed and the pilot research is conducted on the site.After 3monthsof condition study and onemonth of trial run，the results show that the effluentof the concentrations of COD is less than 50mg／L，the concentrations of NH3－N is less than 5mg／L and the effluent can meet the requirementsof National FirstGrade ADischarge Standard（GB 18918—2002）.

petrochemical industrial park sewage treatment pilot MBR technology

董有，男，1965年生 ，教授級高工，主要從事水污染控制方面研究工作。

2016－03－21）