SBR工藝受油類(lèi)污染物沖擊的過(guò)程及處理

　　四川某甲醇生產(chǎn)企業(yè)的40m3/h廢水處理裝置于2005年建成投用，主要針對40萬(wàn)t甲醇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含醇廢水的處理，該廢水處理裝置采取SBR的處理工藝。SBR工藝以時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，靜置理想沉淀替代傳統的動(dòng)態(tài)沉淀，即在同一池子內將進(jìn)水、反應、沉淀、排水、閑置5個(gè)步驟融為一體，具有流程簡(jiǎn)單、處理效果優(yōu)異、運行靈活、適應水質(zhì)變化能力較強等優(yōu)點(diǎn)〔1〕。SBR污水處理流程示意如圖 1所示。

 圖 1 SBR污水處理流程示意

　　該廢水處理裝置投運8a以來(lái)，運行狀況一直較為穩定，外排水執行《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)的1級指標。

　　該廢水處理裝置污水來(lái)源比較單一，SBR活性污泥的微生物菌群主要針對含甲醇廢水。正常運行時(shí)，SBR池可處理最高300 mg/L的甲醇廢水。處于停車(chē)或檢修期間無(wú)廢水來(lái)源時(shí)，則將SBR池內的微生物甲醇適應質(zhì)量濃度下調至50 mg/L,曝氣時(shí)間也可適當縮短。由于廢水中甲醇濃度較低，還需加入適量的甲醇和營(yíng)養鹽，以維持SBR池內專(zhuān)性微生物的生長(cháng)繁殖。

　　本次油類(lèi)污染物沖擊異常工況發(fā)生在停車(chē)檢修期間，出現了SBR池突然異常起泡、處理后污水COD不達標等情況，與以往污水受甲醇濃度變化影響產(chǎn)生的異常工況完全不同。

　　1 油類(lèi)污染物沖擊的過(guò)程

　　1.1 初期現象

　　異常工況的初期，SBR池突然異常起泡，因起泡原因不明，誤認為是有表面活性劑進(jìn)入污水系統造成，因此向SBR池內投加消泡劑進(jìn)行消泡處理。但消泡劑只能短時(shí)間減少泡沫，并不能阻止泡沫的不斷產(chǎn)生。進(jìn)入靜置階段后整個(gè)SBR池面布滿(mǎn)乳白色的泡沫，且打撈起的泡沫長(cháng)時(shí)間不會(huì )自行破碎。SBR池的起泡情況如圖 2所示。

 圖 2 SBR池起泡情況

　　1.2 中期現象

　　出現異常后增加了調節池以及SBR池的水質(zhì)分析，發(fā)現調節池COD由84 mg/L突升至3 073.7 mg/L,懷疑為甲醇等有機物含量突然增加造成。因此，立即停止向SBR池進(jìn)水，強化曝氣處理。經(jīng)2 d共5個(gè)周期處理后，出水COD仍不達標。經(jīng)對調節池污水分析發(fā)現，甲醇含量并不高，但油類(lèi)含量遠超正常值�；�本確認異常工況為油類(lèi)污染物沖擊造成。

　　此時(shí)調節池內的污水外觀(guān)已出現明顯變化，調節池內廢水呈黑色，但表面看不到明顯的彩色油膜，應該是以乳化油的形式存在于水中;池底厭氧污泥已明顯膨脹上浮至水面。

　　1.3 后期現象

　　異常工況出現約10 d后，SBR池內的活性污泥絮體顆粒明顯增大，其內部包裹黑色厭氧黏泥，色澤偏紅。正常運行的SBR池中，濾網(wǎng)基本打撈不到大顆粒的活性污泥絮體，且顏色為土黃色。

　　2 油類(lèi)污染物沖擊的過(guò)程分析

　　2.1 主要分析數據對比情況

　　調節池和SBR池在工況正常和異常時(shí)的水質(zhì)分析數據如表 1所示。

　　由表 1可知，異常工況下，調節池內廢水中的油類(lèi)物質(zhì)和COD明顯增加，最高分別達到216.4、3 073.7 mg/L,是正常狀態(tài)的32倍和23倍;同時(shí)在異常工況下，pH下降的現象比較明顯。異常工況下，SBR池內活性污泥的沉降比明顯上升，最高達90%。

　　2.2 調節池異常分析

　　正常運行期間，由于廢水來(lái)源主要為含甲醇廢水以及生活污水，不需要調節pH,因此調節池主要起均質(zhì)和厭氧預處理的作用。油性廢水進(jìn)入調節池后，會(huì )對調節池內的厭氧、兼氧菌造成沖擊，主要影響表現在pH和厭氧污泥性狀的變化。圖 3為異常工況下，調節池內COD、油類(lèi)及pH的變化趨勢。

 圖 3 調節池內pH、COD和油類(lèi)的變化趨勢

　　pH過(guò)小或過(guò)大會(huì )影響參與污水處理的微生物細胞質(zhì)膜上的電荷性質(zhì)，從而影響微生物細胞吸收營(yíng)養物質(zhì)的功能，對微生物的生理活動(dòng)產(chǎn)生不良影響。對于參與廢水生物處理的微生物，一般較佳的pH范圍為6.5～8.5.從圖 3(a)可以看出，異常工況期間，pH明顯地向酸化方向發(fā)展(第5天和第10天加堿進(jìn)行調節),說(shuō)明調節池內厭氧微生物硝化、反硝化代謝強烈。

　　該廢水處理裝置以前曾有多次廢水COD(主要污染物為甲醇)超過(guò)1 000 mg/L的情況出現，但進(jìn)入調節池后，通過(guò)潛水攪拌機攪拌和厭氧微生物的作用，一般3 d后COD能降至300 mg/L.由圖 3(b)可以看出，由于油類(lèi)物質(zhì)沖擊造成了此次異常工況，調節池對COD的去除效果不明顯。但水解酸化反應可改善油類(lèi)污染物的可生化性，為后續好氧處理提供條件〔2〕。

　　由圖 3(c)可知，調節池內的厭氧菌在受油類(lèi)物質(zhì)沖擊后，只在前7 d對油類(lèi)物質(zhì)有微弱的處理效果，之后油含量基本不再下降，說(shuō)明調節池內的厭氧菌不能直接處理油類(lèi)污染物。

　　2.3 SBR池異�，F象分析

　　異常工況期間，初期停止SBR池進(jìn)水，待逐步馴化后，逐漸增加進(jìn)水量。異常工況下SBR池內pH、COD及污泥沉降比的變化趨勢如圖 4所示。

 圖 4 SBR 池內 pH堯COD 及污泥沉降比的變化趨勢

　　由圖 4(a)可以看出，SBR池內pH出現隨調節池的進(jìn)水發(fā)生驟降的現象，及時(shí)進(jìn)行了加堿處理，暫停進(jìn)水后pH沒(méi)有明顯反彈。說(shuō)明SBR池內pH的變化主要是由調節池進(jìn)水造成的，SBR池加強曝氣后本身沒(méi)有發(fā)生大量硝化反應產(chǎn)酸。

　　由圖 4(b)可以看出，經(jīng)過(guò)反復悶曝至第12天，SBR池的殘余COD才降至合格指標 (60 mg/L) 以?xún)�。原因為SBR池內活性污泥對該部分主要由油類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生的COD處理能力較低，微生物生長(cháng)繁殖受到抑制造成〔3〕。12～25天期間逐步增加進(jìn)水量，又經(jīng)過(guò)10 d左右的馴化，SBR池內活性污泥才適應油性廢水，恢復了一定的COD處理能力，少量進(jìn)水能夠一次處理合格。

　　由圖 4(c)可知，異常期間SBR池的污泥沉降比遠超20%～40%的控制范圍。第13天的污泥沉降比最高(SV約90%),但從顯微鏡下觀(guān)察微生物相，一滴混合液中僅有2只鞭毛蟲(chóng)還在活動(dòng)，其他均已死亡或不活動(dòng)，說(shuō)明原生微生物菌種嚴重受到油類(lèi)污染物的沖擊和毒害，造成沉降比升高的為失活膨脹污泥，對污染物無(wú)處理作用。油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)入SBR池后，在曝氣過(guò)程中與活性污泥顆粒接觸并包裹，隔絕了活性污泥與外界的物質(zhì)交換，導致活性污泥死亡;隨后外層不斷吸附活性污泥，與油類(lèi)物質(zhì)形成網(wǎng)捕作用，使原本分散的活性污泥和菌膠團不斷被吸收、聚集起來(lái)，最終形成顆粒大而接觸面積小的活性污泥顆�！�4〕。

　　有資料表明，與起泡有關(guān)的微生物大多呈絲狀或枝狀，能捕掃微粒和氣泡;而被絲網(wǎng)包圍的氣泡表面張力增大，不易破裂。此外，廢水中存在不溶性或憎水性物質(zhì)(如油、脂類(lèi)等)時(shí)，有利于放線(xiàn)菌的生長(cháng)。因此SBR池起泡和不易破碎是因油進(jìn)入廢水系統導致起泡微生物繁殖所致。

　　3 處理措施及過(guò)程

　　由于該廢水處理裝置無(wú)隔油池或浮油處理設施，針對油類(lèi)污染物沖擊的異常工況，采取了如下措施：

　　(1)由于調節池和SBR池對油類(lèi)污染物處理效果較差，因此首先切斷油類(lèi)污染物來(lái)源，將后續廢水轉入事故罐暫存，隨后采取人工清淤的方式打撈調節池和分配槽內的上浮污泥。

　　(2)針對調節池內油類(lèi)水解酸化和厭氧硝化產(chǎn)酸的情況，適當加堿調節，并清理調節池和分配槽表面含油污泥。

　　(3)SBR池內停止進(jìn)水，避免異常繼續擴大。同時(shí)調整運行工況，在8 h的一個(gè)周期內，曝氣時(shí)間由4 h增加至6 h,取消進(jìn)水和排水時(shí)間，減少靜置時(shí)間為1 h.同時(shí)加大羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)風(fēng)量，增加池內溶氧。輔助采取加消泡劑和打撈的方式，抑制SBR池起泡程度。

　　(4)加大SBR池內每周期營(yíng)養鹽的投入量，分為幾次投加。同時(shí)，維持池內甲醇質(zhì)量濃度為80mg/L,避免甲醇專(zhuān)性微生物全部死亡。

　　(5)加強SBR池排泥，降低污泥沉降比，排出失活底泥;同時(shí)從其他運行良好的污水處理裝置中抽取活性污泥，補入SBR池中作為新鮮菌種。

　　采取以上措施后，經(jīng)15 d的反復處理和調整，SBR池逐漸恢復了一定的COD處理能力。隨后根據調節池內廢水的含油量和COD情況，少量進(jìn)水，經(jīng)45 d左右才處理完調節池內的含油廢水。SBR池的起泡現象經(jīng)30 d左右才逐漸減少。含油污染物的來(lái)源經(jīng)事后調查，為檢修期間的現場(chǎng)廢油不慎進(jìn)入了污水收集管道所致。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　4 結語(yǔ)

　　化工企業(yè)的污水處理裝置與普通生活污水處理裝置不同，SBR池內培養、馴化的是活性污泥內的專(zhuān)性微生物。因此當廢水水質(zhì)出現突變時(shí)，很容易對微生物系統造成毀滅性沖擊。從本次異常工況的案例中可以看到，整個(gè)異常工況歷時(shí)約24 d,SBR池在12d后才對油類(lèi)污染物表現出一定適應性，并開(kāi)始有較小的COD處理能力。國內部分研究表明，當油類(lèi)污染物<50 mg/L時(shí)，其對微生物硝化、反硝化和有機物降解的抑制作用比較輕微〔5〕，但油類(lèi)污染物≥50 mg/L后則抑制和毒害作用明顯〔3〕。因此，對于油類(lèi)污染物的沖擊，應及時(shí)調節進(jìn)水濃度，經(jīng)過(guò)適應期后，才能馴化培養出有處理能力的微生物;同時(shí)必須維持專(zhuān)性微生物營(yíng)養源的加入，避免原有的專(zhuān)性微生物完全死亡。由于此次油類(lèi)物質(zhì)沖擊異常發(fā)生在冬季，活性污泥中的微生物生長(cháng)繁殖受環(huán)境溫度影響放緩，系統恢復到正常所用的時(shí)間較長(cháng)，若是在其他季節，系統恢復到正常的時(shí)間應該會(huì )短一些。