楊海燕，呂 慧，呂 倩

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司，新疆 獨(dú)山子 833699)

凈化水聯(lián)合車(chē)間生化處理單元采用人工強(qiáng)化高效污水處理工藝即活性污泥法，該法是以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)，其原理是通過(guò)充分曝氣供氧，使大量繁殖的微生物群體懸浮在水中，并利用污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖;停止曝氣時(shí)，懸浮微生物絮凝體易于沉淀與水分離，并使污水得到凈化、澄清。這種具有活性的絮凝體被稱(chēng)為“活性污泥”?；钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)，是對(duì)自然界水體自?xún)舻娜斯つM，且不是簡(jiǎn)單的模擬，是經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化的模擬。［1］

活性污泥系統(tǒng)主要由曝氣池、曝氣系統(tǒng)、二沉池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成?；钚晕勰喾磻?yīng)進(jìn)行的結(jié)果是污水中的有機(jī)污染物得到降解、去除，污水得以?xún)艋?。由于微生物的繁衍增殖，活性污泥本身也得到增長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)活性污泥凈化作用后的混合液由曝氣池進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，處理后的污水進(jìn)入后續(xù)的Linpor 池，而經(jīng)沉淀濃縮的污泥經(jīng)池底排出。其中一部分污泥作為接種污泥回流入曝氣池，多余的一部分則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。

1 活性污泥中的微生物及其作用

1.1 活性污泥中的微生物群體及作用

活性污泥中的微生物群體主要由各種細(xì)菌和原生動(dòng)物組成，此外，在活性污泥上還存在著真菌和以輪蟲(chóng)為主的后生動(dòng)物。原生動(dòng)物攝取細(xì)菌，后生動(dòng)物則攝食細(xì)菌和原生動(dòng)物。活性污泥中的有機(jī)物、細(xì)菌、原生動(dòng)物與后生動(dòng)物組成一個(gè)小型的相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈。

1.2 微生物數(shù)量

活性污泥中微生物的細(xì)菌以異養(yǎng)型的原核細(xì)菌為主，在正常成熟的活性污泥上的細(xì)菌數(shù)量大致為2.6 ×107～1.7 ×108個(gè)/mL;在1 mL 的正常活性污泥的混合液中，一般存活著5 000～20 000個(gè)原生物，其中鐘蟲(chóng)占70%～90%;普通活性污泥中輪蟲(chóng)類(lèi)的個(gè)體數(shù)，在1 mL 的混合液中約為100～200 個(gè)，大約為生物總數(shù)的5%左右。

1.3 微生物的指示作用

原生動(dòng)物的主要攝食對(duì)象是細(xì)菌，因此，出現(xiàn)在活性污泥中的原生動(dòng)物，在種屬和數(shù)量上是隨處理水的水質(zhì)和細(xì)菌的狀態(tài)變化而改變的。

在活性污泥系統(tǒng)啟動(dòng)初期，活性污泥絮體尚未很好形成，處理水水質(zhì)欠佳，此時(shí)出現(xiàn)的原生動(dòng)物以變形蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)，繼之出現(xiàn)的是豆形蟲(chóng)。當(dāng)活性污泥培育成熟，生物絮凝體結(jié)構(gòu)良好，混合液中的細(xì)菌多已“聚居”在活性污泥上，處理水水質(zhì)良好，此時(shí)出現(xiàn)的原生動(dòng)物以鐘蟲(chóng)為主。后生動(dòng)物(主要指輪蟲(chóng))在活性污泥系統(tǒng)中是不經(jīng)常出現(xiàn)的，僅在處理水質(zhì)優(yōu)異的完全氧化型的活性污泥系統(tǒng)，如延時(shí)曝氣活性污泥系統(tǒng)中出現(xiàn)，因此，輪蟲(chóng)出現(xiàn)是水質(zhì)非常穩(wěn)定的標(biāo)志［2］。

在活性污泥處理系統(tǒng)中，凈化水的第一承擔(dān)者是細(xì)菌，而攝食處理水中的游離細(xì)菌，使污水進(jìn)一步凈化的原生動(dòng)物則是污水凈化的第二承擔(dān)者。

由于原生動(dòng)物的體型較細(xì)菌大得多，借助于顯微鏡即可將它們很容易區(qū)別開(kāi)來(lái)。通過(guò)顯微鏡鏡檢活性污泥中原生動(dòng)物的生物相，是評(píng)價(jià)活性污泥質(zhì)量的重要手段之一，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)辨別認(rèn)定原生動(dòng)物的種屬，能夠判斷處理水質(zhì)的好壞，因此，將原生動(dòng)物稱(chēng)之為活性污泥系統(tǒng)中的指示性生物。

2 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀和問(wèn)題分析

凈化水聯(lián)合車(chē)間含油污水污染物負(fù)荷高，并且含有一些長(zhǎng)鏈烷烴類(lèi)、酯類(lèi)、苯酚類(lèi)等弱極性的有機(jī)污染物，以及脂肪酸類(lèi)、環(huán)烷酸類(lèi)、多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物衍生鹽類(lèi)等強(qiáng)極性的有機(jī)污染物［3］。污水常呈乳化狀，具有一定的生物毒性，且污水COD(化學(xué)需氧量)的去除率達(dá)不到設(shè)計(jì)去除率指標(biāo)。此種水質(zhì)條件已影響到生化系統(tǒng)的微生物活性，導(dǎo)致污泥活性低，生化運(yùn)行效果不理想、降解有毒有害污染物能力下降，影響了污水處理的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

為了查找毒源，摸清上游排水對(duì)凈化水聯(lián)合車(chē)間含油污水生化處理系統(tǒng)造成污泥活性降低的原因，對(duì)含油污水上游排水水樣與凈化水聯(lián)合車(chē)間含油活性污泥進(jìn)行了耐受性試驗(yàn)。主要任務(wù)是通過(guò)耐受性試驗(yàn)查找對(duì)活性污泥產(chǎn)生較大危害的上游排水。

3 污泥活性耐受性試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)儀器與藥劑

儀器:燒杯(1 000 mL)，鼓曝氣裝置，量筒，移液器，恒溫水浴鍋。

溶液準(zhǔn)備:10 種上游排水水樣，含油活性污泥。

3.2 試驗(yàn)條件

水浴溫度:33 ℃;曝氣時(shí)間:4 h

3.3 試驗(yàn)方案

根據(jù)含油系列生化處理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，用100 mL 各取樣點(diǎn)污水引入400 mL 含油活性污泥進(jìn)行耐受性試驗(yàn)。

3.4 試驗(yàn)鏡檢

試驗(yàn)過(guò)程中，所有樣品均為一批次完成，保證試驗(yàn)的同步性。應(yīng)用顯微鏡觀察污水中土黃色菌團(tuán)的結(jié)構(gòu)和活性。共鏡檢11 個(gè)樣品，試驗(yàn)情況見(jiàn)圖1 至圖4。

圖1 1～3 號(hào)樣品鏡檢圖像

圖2 4～6 號(hào)樣品鏡檢圖像

圖3 7～9 號(hào)樣品鏡檢圖像

圖4 10～11 號(hào)樣品鏡檢圖像

3.5 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)11 個(gè)污水水樣，分別是:煉油廠老區(qū)工業(yè)水車(chē)間外排含油污水、煉油廠新區(qū)外排含油污水、煉油廠新區(qū)80 dam3制氫裝置外排含油污水、乙烯廠乙烯聯(lián)合急冷水、乙烯廠乙烯聯(lián)合含油污水、丁苯橡膠聯(lián)合污水池含油污水、后處理污水池污水、苯乙烯裝置外污水池污水、聚烯烴聯(lián)合車(chē)間污水池污水、煉油廠老區(qū)含油污水總排，分別與含油活性污泥按照體積比1∶4 進(jìn)行耐受性試驗(yàn)，從監(jiān)測(cè)結(jié)果看:乙烯廠乙烯聯(lián)合急冷水、含油污水，煉油廠老區(qū)含油污水總排是對(duì)污泥活性有抑制作用的水樣，污泥耐受性較差;其余污水未發(fā)現(xiàn)對(duì)污泥活性有抑制作用，污泥耐受性較好。

4 細(xì)化活性污泥處理技術(shù)的相關(guān)措施

4.1 保證營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平衡

污水中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量及比例影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而影響好氧生物處理系統(tǒng)的處理效果。污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必須包含細(xì)菌細(xì)胞物質(zhì)中所含的元素及酶的活力及運(yùn)輸系統(tǒng)所需的元素，包括氮、磷以及微量元素等。在生化池COD的質(zhì)量濃度在300 mg/L 時(shí)估計(jì)BOD5(五日生化需氧量)值一般以100 mg/L 計(jì)，補(bǔ)充量按m(BOD5)∶m(N)∶m(P)=100∶5∶1 折算m(COD)∶m(N)∶m(P)=300∶5∶1。

4.2 溶解氧(曝氣量)的控制

溶解氧(DO)是影響好氧生物處理系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素之一。溶解氧不足會(huì)使反應(yīng)器處理效率明顯下降。因此，須保證反應(yīng)器內(nèi)有足夠的溶解氧，但溶解氧含量也不能過(guò)大，一般以2～4 mg/L 為宜。此外曝氣池內(nèi)溶解氧也不宜過(guò)高，溶解氧過(guò)高能夠?qū)е掠袡C(jī)污染物分解過(guò)快，從而使微生物缺乏營(yíng)養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散，而且供氧量過(guò)高會(huì)造成浪費(fèi)。

4.3 嚴(yán)格控制pH 值

pH 值對(duì)微生物的生命活動(dòng)影響很大，不僅影響微生物的呼吸作用和對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝功能，而且改變有害物質(zhì)的毒性?；钚晕勰辔⑸锏淖钸m宜的pH 值為6.5～8.5。pH 值降至4.5 以下，活性污泥中原生動(dòng)物將全部消失，大多數(shù)微生物的活動(dòng)會(huì)受到抑制，活性污泥絮體受到破壞，極易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象;當(dāng)pH 值大于9 后，微生物的代謝速率將受極大的不利影響，菌膠團(tuán)會(huì)解體，也會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。因此適宜的pH 值對(duì)污泥培養(yǎng)至關(guān)重要?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取加堿或加酸方式對(duì)含油污水系統(tǒng)pH 值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.4 溫度

溫度是影響微生物正常生理活動(dòng)的重要因素之一。溫度的高低影響細(xì)胞中的生化反應(yīng)速率，超溫可使細(xì)胞組織遭受到不可逆的破壞;溫度對(duì)于其他轉(zhuǎn)移速率和生物固體沉降性等也有較大的影響。為安全起見(jiàn)，活性污泥處理的最高與最低溫度值控制在15～35 ℃生長(zhǎng)良好。

4.5 有毒有害物質(zhì)的有效控制

對(duì)微生物有毒害或抑制作用的物質(zhì)很多，大致可分為重金屬、氰化物、H2S、氨氮、油介質(zhì)、酚、醛和醇等，有毒物質(zhì)在污水中的極限允許濃度，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)和總結(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)不斷完善，對(duì)于毒害作用大的污水，應(yīng)采取的有效措施是緩慢地、逐步地向污水處理系統(tǒng)增高有毒物質(zhì)的濃度(即逐漸增加有毒廢水處理量)，使微生物逐漸適應(yīng)并得到馴化，能承受濃度更高的有毒物質(zhì)，甚至達(dá)到完全馴化，以有毒物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)，使其降解［4］。

4.6 有針對(duì)性地使用生物增效劑技術(shù)

針對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題，為了達(dá)到廢水處理的預(yù)期效果，充分發(fā)揮微生物處理方法的優(yōu)勢(shì)，提高去除有機(jī)污染物及其他有毒有害物質(zhì)的能力，可采用添加生物增效劑技術(shù)，即通過(guò)添加具有特殊降解功能的菌株以強(qiáng)化“土著”微生物功效的一種技術(shù)［5］。該技術(shù)是依據(jù)污水處理系統(tǒng)實(shí)際狀況，添加不同的目標(biāo)微生物增效劑，如投加脫酚菌脫除酚類(lèi)系列毒物，投加嗜油菌用以降解烷烴類(lèi)和芳香族類(lèi)等碳?xì)浠衔铮都用摰山到獍钡?lèi)的污染物，微生物的復(fù)合制劑的投加可降解眾多的有機(jī)物等。通過(guò)添加這些高效微生物，使污水處理廠能夠在高污染物負(fù)荷的水質(zhì)條件下，更好地維持微生物群落的正常功能，增強(qiáng)微生物群落改善出水質(zhì)量的能力，同時(shí)提高系統(tǒng)抗沖擊能力，加強(qiáng)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高污水處理廠的效率并簡(jiǎn)化操作，為進(jìn)一步提高出水質(zhì)量提供可靠保證。

5 結(jié)語(yǔ)

充分利用指示性生物進(jìn)行運(yùn)行管理。在污水生物處理正常運(yùn)行時(shí)，常常由于進(jìn)水流量、有機(jī)物濃度、溶解氧、溫度、pH 值和毒物等的突然變化影響了正常的處理效果，使出水水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)水質(zhì)測(cè)定可以知道水質(zhì)的變化，但有機(jī)物濃度和有毒物質(zhì)等的測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，故經(jīng)常測(cè)定不易做到。而生物相鏡檢很簡(jiǎn)便，隨時(shí)可了解到原生動(dòng)物種類(lèi)變化和相對(duì)數(shù)量消長(zhǎng)情況。根據(jù)原生動(dòng)物消長(zhǎng)的規(guī)律性初步判斷污水凈化程度，或根據(jù)原生動(dòng)物的個(gè)體形態(tài)、生長(zhǎng)狀況的變化預(yù)報(bào)進(jìn)水水質(zhì)和運(yùn)行條件正常與否。一旦發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物形態(tài)、生長(zhǎng)狀況異常，就及時(shí)分析是哪方面的問(wèn)題，及時(shí)予以解決。

嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)工作是污水處理的可靠和必要保證，沒(méi)有嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)工作就沒(méi)有良好的水處理效果，只有通過(guò)長(zhǎng)期、嚴(yán)格、細(xì)致的監(jiān)測(cè)工作，才能掌握污水水質(zhì)的脈搏，通過(guò)水質(zhì)的微小變化洞察其后果，綜合考慮各種因素對(duì)水質(zhì)的影響，注意水處理各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接，嚴(yán)格工藝管理，通過(guò)一系列精細(xì)、科學(xué)、創(chuàng)新、實(shí)效的綜合治理措施，確保污水廠的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］李軍，楊秀山，彭永臻.微生物與水處理工程［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010:9.

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