生化系統是污水處理的關(guān)鍵單元，目前國內外成熟的污水生化處理工藝包括傳統活性污泥法、氧化溝、SBR(序批式活性污泥法）、生物轉盤(pán)、MBBR(移動(dòng)床生物膜反應法)等。某煉油廠(chǎng)生化池采用的是接觸氧化工藝，裝置運行初期還有一定的氨氮處理能力，但運行到后期氨氮處理能力逐漸降低，導致降解氨氮的任務(wù)落在了BAF單元，由于BAF是生物濾池，屬于深度處理單元，其降解氨氮的效率比較低，要達到排放標準，只能在低負荷下運行，隨著(zhù)環(huán)保標準的不斷提升，現有污水處理工藝很難達到污水水質(zhì)排放標準，需要綜合考慮采用既合理又高效經(jīng)濟的處理工藝。

本文對接觸氧化工藝處理能力低的原因進(jìn)行分析，并對改造后的高效低氧一體化生物反應工藝運行情況進(jìn)行淺析，為同行業(yè)污水處理提供參考依據。

1、接觸氧化池工藝原理

接觸氧化工藝主要是通過(guò)附著(zhù)在載體填料上的微生物的生長(cháng)繁殖，形成膜狀活性生物污泥――生物膜，利用生物膜降解污水中的COD、氨氮、總氮等有機污染物質(zhì)，生物膜外部為好氧層，內部為厭氧層（見(jiàn)圖1)，降解氨氮的硝化菌生長(cháng)在好氧層中。

由于流動(dòng)水層比附著(zhù)水層中的有機物濃度高，有機物的濃度梯度和水流的紊動(dòng)擴散作用可使有機物、營(yíng)養物和溶解氧進(jìn)入附著(zhù)水層，并進(jìn)一步擴散到生物膜中，有機物被生物膜吸附、吸收和降解。微生物在分解有機物的過(guò)程中，自身也進(jìn)行合成，不斷增殖，使生物膜的厚度增加。傳遞進(jìn)入生物膜的溶解氧很快被生物膜表層的好氧微生物所消耗，使得生物膜內層形成以厭氧微生物為主的厭氧膜。當生物膜厚度不大時(shí)，好氧膜與厭氧膜之間可以維持平衡關(guān)系，厭氧膜產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物通過(guò)好氧膜，可被進(jìn)一步降解去除。但當厭氧膜的厚度不斷加大，厭氧的代謝產(chǎn)物增多，氣態(tài)物質(zhì)不斷逸出，使得生物膜老化脫落，在脫落的位置上隨后又長(cháng)出新的生物膜。生物膜的更新與脫落過(guò)程不斷循環(huán)進(jìn)行。

2、接觸氧化池氨氮處理能力低的原因分析

接觸氧化池生物膜上附著(zhù)生長(cháng)的生物量少，適用于處理負荷較低的污水，一般設置在污水處理工藝后端，作為水質(zhì)達標的保障。而某煉油廠(chǎng)將其作為主要的生物處理單元，承擔的水質(zhì)處理負荷大，但其生物膜更新度達不到高負荷的水質(zhì)要求，生物膜結球無(wú)法脫落(見(jiàn)圖2)，膜內部形成了厭氧區，而好氧的硝化菌附著(zhù)空間小，不斷流失，最終導致生化池硝化反應差、氨氮處理能力低。經(jīng)過(guò)分析判斷，接觸氧化工藝不能滿(mǎn)足現有污水處理要求。

3、實(shí)施工藝改造

在分析了接觸氧化工藝不適用于某煉油廠(chǎng)污水生化處理的原因后，為了盡快解決污水氨氮降解問(wèn)題，經(jīng)過(guò)考察以及邀請污水處理專(zhuān)家現場(chǎng)調研，決定將接觸氧化工藝改為高效低氧一體化生物反應工藝。

3.1 高效低氧一體化生物反應工藝原理

生化缺氧池廢水自流進(jìn)入空氣推流區前端,空氣推流區設置有高效的空氣推流器，利用空氣作為推動(dòng)力，結合水力循環(huán)，在生化池內控制幾十倍甚至上百倍的混合液內循環(huán),進(jìn)水與大比倍回流的混合液(已處理的廢水，回流動(dòng)力源為鼓風(fēng)機提供的空氣)迅速混合均勻，進(jìn)入低氧曝氣區進(jìn)行處理(見(jiàn)圖3.1)。通過(guò)控制生化池中的溶解氧，使系統可控的污泥濃度增高,微生物數量增大,利用微生物完成對COD、氨氮、總氮等有機污染物的降解，生物反應處理之后的污水進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。

3.2 高效低氧一體化生物反應工藝特點(diǎn)

高效低氧一體化生物反應工藝主要有四個(gè)基本特點(diǎn):

(1)在較高濃度的活性污泥中，培養盡可能多、生長(cháng)速度慢的特殊菌種，來(lái)降解污水中難降解的有機污染物。

(2)進(jìn)行大比倍循環(huán)稀釋?zhuān)⒃诿總€(gè)循環(huán)過(guò)程中處理盡可能少的有機污染物,同時(shí)使進(jìn)水與出水的濃度梯度盡可能達到最小，處理難度最低。

(3)通過(guò)控制生化池在低氧(≤0.5mg/L)環(huán)境下運行，在去除COD的同時(shí)，在單一池體內實(shí)現同步脫氮，簡(jiǎn)化系統運行，既實(shí)現良好的脫氮效果，又能降低鼓風(fēng)能耗，實(shí)現節能降耗和良好處理效果的雙贏(yíng)。

(4)由于微生物菌群和特性的改變，以及水力結構和快速澄清系統的特性,使得生化池中活性污泥濃度均勻穩定在較高水平上。

3.3 改造內容

利用原有生化池池體，拆除接觸氧化池生物膜、載體及池底曝氣頭，將其改為兩間高效低氧一體化生物反應池。每間高效低氧一體化生物反應池尺寸為37.5m×9.4m×6.1m，有效水深5m，分為生物選擇區、空氣推流區、低氧曝氣區三個(gè)區域。

3.4 改造過(guò)程

本次改造是邊生產(chǎn)邊改造，為了不影響污水處理裝置的正常運行，采用單間運行單間改造，分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段改造2#池，運行1#池。第二階段改造1#池，運行改造后的2#池。

每階段改造完成后，利用運行生化池剩余活性污泥進(jìn)行調試。調試期間(見(jiàn)圖3.2)，每天對生化池微生物進(jìn)行取樣鏡檢，觀(guān)察微生物生長(cháng)情況，做污泥沉降比，并結合污泥濃度的化驗分析數據，控制生化池的排泥量及系統溶解氧，各間池調試一個(gè)月后，均達到全負荷運行，且大大改觀(guān)了氨氮和總氮的處理效果。

4、生化池改造前后效果比對

污水場(chǎng)生化池實(shí)施了高效低氧一體化生物反應工藝改造后,裝置降解氨氮和總氮的能力大大提高,效果非常顯著(zhù)。生化池出水氨氮由改造前的16.24mg/L(平均值)降低到改造后的0.49mg/L(平均值),降解能力提高了97%(見(jiàn)圖4.1),總氮由改造前的27.15mg/L(平均值)降低到改造后的16.23mg/L(平均值)，降解能力提高了40%(見(jiàn)圖4.2)。

5、效益情況

5.1 直接經(jīng)濟效益

高效低氧一體化生物反應工藝平穩運行后，將生化系統的溶解氧控制在0.5mg/L以下，同時(shí)恢復硝化液回流，停止給反硝化濾池投加碳源。

（1）藥劑費

原污水裝置反硝化濾池每月平均投加乙酸鈉約3t，用以去除總氮，現在停止投加，乙酸鈉單價(jià)按照5500元/t計算，每年可節約藥劑費用為：5500*3*12=19.8萬(wàn)元；

(2)鼓風(fēng)機電費

使用高效低氧一體化生物反應池前，鼓風(fēng)機電流為210A，使用后控制低溶解氧，鼓風(fēng)量降低，鼓風(fēng)機電流為160A，每度電單價(jià)按0.5元計算，每年鼓風(fēng)機可節約電費為：

（210-160）*380=1000*24*30*0.5*12=8.2萬(wàn)元；

實(shí)施改造后，污水處理裝置每年可節約費用為：19.8+8.2=28萬(wàn)元

5.2 環(huán)保效益

污水處理裝置實(shí)施高效低氧一體化生物反應工藝后，大大提高了氨氮、總氮等有機污染物的降解能力，減少了污染物的排放量，改善了職工和群眾的工作、生活環(huán)境，為周邊生態(tài)環(huán)境的保護作出了應有的貢獻。

6、結束語(yǔ)

(1)通過(guò)實(shí)施高效低氧一體化生物反應工藝，有效提高了污水裝置的整體處理能力，確保了污水裝置穩定運行，使外排水質(zhì)穩定滿(mǎn)足污水排放標準。

(2)該工藝可控制生化池在低氧環(huán)境下運行，降低鼓風(fēng)機能耗，同時(shí)硝化液回流穩定，降低了碳源(乙酸鈉)的補充，達到節能降耗的目的。

(3)該工藝可在污水處理裝置高負荷狀態(tài)下運行，實(shí)現在單一池體內同步脫氮，既滿(mǎn)足良好的脫氮效果，同時(shí)又簡(jiǎn)化系統運行，在同行業(yè)污水處理工藝中，具有很好的推廣意義。（來(lái)源：陜西延長(cháng)石油（集團）有限責任公司延安煉油廠(chǎng)）