炼油污水氧化沟活性污泥技术

一.概述

污水处理技术经历了从简单到复杂，从单一功能到多功能，从低效率到高效率的发展。污水处理氧化沟、SBR工艺、A/O工艺等工艺得到开发和应用。目前，在众多污水处理技术中，活性污泥法被认为是一种有效且广泛应用的生物处理方法。活性污泥法由初沉池、曝气池、二沉池、曝气设备和污泥回流设备组成。主要构筑物为曝气池和二沉池。

在活性污泥法的应用过程中，经常出现污泥膨胀、污泥上浮和污泥起泡等问题。一旦运行中出现这些问题，就会降低污水处理的效率，出水水质不达标。因此，用肉眼观察活性污泥的颜色，闻活性污泥的气味，观察曝气池的曝气情况，可以在一定程度上反映活性污泥的健康状况。通过光学显微镜观察活性污泥中细菌、真菌、原生动物和后生动物等微生物的种类、数量、优势度和代谢情况，也可以从微观角度反映生化系统的健康状况。

第二，实验

以广州石化炼油污水厂高浓度串联二级生化单元氧化沟活性污泥为研究对象。二级生化单元的组成如图1所示。

观察氧化沟活性污泥的颜色和性质，观察氧化沟和南沉淀池污泥的状态；2008年4月1日至30日每天上午10: 00采集氧化沟混合污泥样品500mL，测定污泥样品的SV30，测定氧化沟活性污泥浓度，并对污泥样品进行微生物镜检。每隔5天采集氧化沟水，测定氧化沟水和南沉淀池水的BOD5和COD次月记录南沉淀池排泥前后的污泥池液位。

三。结果和讨论

3.1现场观察

用锥形量筒收集氧化沟泥水混合物进行观察，污泥呈黄褐色，新鲜土壤的气味略带有机物，所以污泥外观正常。

观察氧化沟的池面，发现池面上有一些褐色的泡沫。这是因为氧化沟的污泥太老，污泥老化解体，絮凝污泥附着泡沫后上浮。

观察南沉淀池，发现水面上有一些白色泡沫。这种现象有两个原因。一是污水中的有机物，如表面活性剂、脂类化合物等，可引起放线菌的快速繁殖，导致生物泡沫浮渣的产生；其次，南沉淀池污泥局部缺氧，反硝化现象导致污泥上浮。这种情况可以通过测量南沉淀池进出水中的总氮来确定。

3.2微生物的显微镜检查

活性污泥主要由活性微生物(Ma)、微生物自氧化残余物(Me)、吸附在活性污泥上不能被微生物降解的有机物(Mi)和无机物(Mii)组成。

炼油污水厂氧化沟活性污泥微生物镜检结果如图2a ~ d所示，A为活性污泥概貌图，B为200倍观察图，C、D为400倍观察图。从图A可以看出，污泥整体状态是松散絮凝的，细菌的形状已经破碎，污泥活性不好。而且微生物分布分散，活性污泥中Ma比例较小，说明水体中具有净化活性的微生物较少，抗冲击能力差，翻泥容易造成系统崩溃。从图C和图D可以看出，活性污泥中没有发现表明水质净化程度良好的轮虫和其他微生物，但观察到了较多的线虫。线虫的出现说明水质净化能力差。在污泥中还观察到许多甲壳类动物(D-中心黑点)。大多数甲壳动物生活在低负荷状态，通常出现在食物与微生物的比例小于0.1时，溶解氧较高，因此污泥趋于老化。大量的出现基本可以确定为低食微比。污泥的生物相检测结果不理想，找不到净化程度好的轮虫等微生物。

3.3水质分析

检测氧化沟进出口、南沉淀池出水的水、BOD5、COD、氧化沟污泥浓度。结果如表1所示。

根据可生物降解性，废水中的COD可分为两部分，即可生物降解的COD组分(CODB)和不可生物降解的组分(CODNB)。活性污泥对污染物的降解主要通过生物降解和微生物吸附来完成。大部分CODB被活性污泥中的COD降解菌降解，小部分CODNB被活性污泥吸附。因此，在废水的生物处理中，COD的去除率始终低于BOD5，导致出水的B/C比显著下降，往往小于0.10(取决于废水中CODB成分在COD中的比例)。因此，可以通过测量进出水的BOD5和COD来判断生物处理系统的运行状况。如果进出水B/C比变化不大，出水BOD值也高，说明系统运行不正常。另一方面，出水的B/C比下降得比进水快，说明系统运行正常。

除了4月4日出水B/C比稳步下降外，其余三天B/C比变化不大，4月12日甚至从0.09上升到0.35。可见，氧化沟活性污泥降解污水中CODB成分的能力较差，运行状态不理想。

3.4污泥性能

4月1日至30日，对氧化沟活性污泥浓度进行了测量，测量结果见图3。

从图3可以看出，4月份氧化沟污泥浓度稳定在5000 ~ 7000mg/L之间，平均值为6083mg/L，4月份氧化沟的SV30为92%~96%，SVI指数由公式(1)计算:

SVI值为133～181ml/g，是判断污泥沉降性能的重要参数。一般认为，当SVI值为100~150时，污泥沉降性能较好，但当SVI值大于200时，污泥沉降性能较差。氧化沟的SVI值在133 ~ 181之间，说明污泥沉降性能不稳定，氧化沟抗冲击能力低。

根据表1中的污泥浓度、进水BOD5浓度和氧化沟容积，用公式(2)计算4天的活性污泥负荷，计算出COD和BOD5的去除率。计算结果见表2。

式中:Ls污泥负荷，kg cod(bo D5)/(kg mlss & # 8226；d)；q日取水量，m3/d；SCOD(BOD5)浓度，mg/L；v曝气池的有效容积，m3；x污泥浓度，mg/l。

当活性污泥处理系统在高BOD5污泥负荷条件下运行时，活性污泥的泥龄较短，降解单位质量BOD5的需氧量较低。这是因为在高负荷条件下，一部分被吸收但未进入细胞的有机污染物随剩余污泥排出。同时，在高负荷条件下，活性污泥的内源代谢较弱，所以需氧量较低。相反，当BOD5污泥负荷较低时，污泥龄较长，微生物对有机污染物的降解较深，微生物内源代谢时间较长，使得单位质量BOD5的需氧量较高。活性污泥应保持正常状态，BOD5的污泥负荷应为0.2 ~ 0.3kg/(kg mlss & # 8226；d)可取。当污泥负荷过高或过低时，活性污泥容易发生丝状膨胀。

从表2可以看出，氧化沟污泥负荷过低会导致污泥的内源呼吸和污泥本身的硝化作用，可能会增加COD，降低去除能力。从氧化沟对COD和BOD5的去除率可以看出，污染物去除能力较差，这与低污泥负荷造成的后果是一致的。其次，污泥负荷过低或过高都会造成污泥膨胀，因此需要加强污泥排放，控制污泥龄。

实验记录了2019年5月南沉淀池4次排泥量，根据液位变化和池容量计算排泥量。数据记录见表3。

目前污泥龄的计算主要分为传统污泥龄、瞬时污泥龄、动态污泥龄和实时污泥龄。由于不稳定的污泥排放周期和污泥浓度，所研究的活性污泥系统被确认为不稳定的生化系统。计算污泥龄时采用Lawrence和Macatee模型，将污泥龄定义为微生物在曝气池中的平均停留时间，粗略计算污泥龄。计算公式如公式(3)所示。

其中:θC污泥龄，d；(X)T曝气池中的总污泥质量，kg；每天从处理系统排出的活性污泥的(△ x/△ t) tMass，kg/d

剩余污泥浓度为1.0～1.2kg/m3，将相关数据代入公式:

其中5.406为5月1日至5月26日的平均污泥浓度，kg/m3，4000为氧化沟容积，m3。

泥龄明显超过250天，属于超长泥龄；超长泥龄有助于硝化作用，但也有污泥老化的风险。由于系统不稳定，平均泥龄只能用劳卡模型计算，与实际情况有一定偏差。

四。结论和讨论。

显微镜检查结果表明，氧化沟活性污泥絮体疏松，Ma过小，易分解破碎，未发现反映水质良好的轮虫等微生物。微生物的镜检结果不理想。在活性污泥中观察到的甲壳纲动物指示的低污泥负荷与随后计算的污泥负荷一致，线虫指示的低污水净化能力也与估计的COD和BOD5去除率一致。

根据4月份的计算，氧化沟进出水的B/C没有明显下降，证明氧化沟活性污泥降解污水中CODB成分的能力较差，运行状态不理想。

氧化沟的SVI值在133 ~ 181之间，污泥沉降性能不稳定，氧化沟抗冲击能力低。氧化沟污泥负荷低导致污泥内源呼吸，污泥自身硝化，COD去除能力降低。从氧化沟对COD和BOD5的去除率可以看出，有机物的去除能力较差，这与低污泥负荷造成的后果是一致的。

考虑到生化系统的排泥情况，可以认为该系统是一个非稳定单元。因此采用Lawrence和Macatee模型进行粗略计算，得出污泥龄大于250天。由于剩余活性污泥的浓度没有准确测量，计算结果与实际情况有些出入。

大部分污泥龄是作为初设时的设计参数，而不是运行状态的衡量指标。对于运行系统来说，更重要的是保持稳定的污泥浓度，以获得稳定的有机负荷。在污泥浓度稳定的情况下，计算污泥龄和确定污泥排放周期是有意义的。因此，目前更重要的是通过排泥或回流来调节氧化沟中的污泥浓度，以COD去除率和氨氮去除率为衡量标准，寻找更好的污泥浓度，确定更好的有机负荷。

从实验结果可以看出，氧化沟活性污泥太老，污泥易絮凝，微生物少且易破碎，沉降性能差，抗冲击能力差。进水水质的微小波动或环境的波动都会给系统带来冲击，生存能力较弱的硝化细菌会崩溃。

活性污泥特性的分析不仅可以通过生物相检测或化学指标测定来衡量，还可以从多方面、多角度来衡量。生物相检测的疑点可以在化学指标测量中得到证实和解释。污泥特性的分析对了解整个系统的运行状态非常重要，也是对系统中问题产生原因的微观解释，对脆弱的炼油污水工艺具有借鉴意义。(来源:中石化广州分公司公共工程部)

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