A/O工艺处理石化废水的方法

北极星环保网讯:石化废水是石化工业在生产各种石油产品和有机化工材料过程中产生的废水.石化废水污染物种类多、成分复杂、水质水量波动大.废水中含有石油类、苯和苯的衍生物等多种毒性有机物，属于难降解的工业废水.

单一的处理工艺很难达到要求，常采用物化法预处理，厌氧/好氧生化法二级处理，有些石化企业为达到更高的排放标准或实现回用还设有深度处理工艺.其主体工艺为以活性污泥法、缺氧/好氧(A/O)、生物流化床等为代表的二级生化处理工艺.

A/O工艺具有较高的有机物降解和脱氮能力，并且基建和运行费用低，近年来在国内外发展迅速.溶解氧是O段需要控制的重要指标.曝气费用一般占污水运行费用的60%~80%，溶解氧过高会造成能量的浪费，而且影响总氮的去除.较低的溶解氧会抑制好氧菌的活性，影响有机物的降解和硝化作用.

吴昌永等研究采用A2/O工艺处理生活污水，当O段溶解氧(DO)浓度从4.0mg˙L-1降到1.0mg˙L-1时，COD的去除率一直保持在较高的水平，但系统硝化效果降低.Guo等研究表明较低的DO水平(1.5~2.4mg˙L-1)有利于A/O生物膜反应器的快速启动，而且抗冲击负荷能力强.

目前关于DO影响的研究大多针对生活污水，对处理实际石化废水的研究十分有限;并且缺乏DO对反应器微生物群落结构和代谢机制的影响研究.传统的分子生物学方法操作繁琐复杂，得到的信息量有限.Rocher454测序是一种基于焦磷酸测序原理的高通量基因组测序技术，具有测序速度快、读长长、通量高、准确度高和一致性好等优点.它不仅可以获得样品中的微生物群落组成，并将其含量进行数字化，而且可进行种群多样性和丰度分析.

本文以实际石化废水为处理对象，研究DO浓度对A/O反应器降解有机物和脱氮除磷效果的影响;并解析不同DO浓度下微生物的群落特征，以期为A/O工艺运行调控提供技术基础.

1材料与方法

1.1实验装置

实验装置如图1所示.废水经蠕动泵进入A/O反应器，出水经沉淀池沉降后从顶部溢流堰排出，沉淀池底部的污泥经蠕动泵回流至缺氧A段.反应器由有机玻璃制成，分为平行运行的A、B两组.每组由一个A段和两个好氧段O1、O2组成，总体积为45L，A段、O1段和O2段的比例为1∶2∶2，沉淀池体积为28L.反应器在A段设有机械搅拌，O段采用底部砂棒曝气.A组反应器O段的DO控制在2~3mg˙L-1，B组反应器控制在5~6mg˙L-1，反应器温度为23~26℃.

图1实验装置示意

1.2实验用水和启动、运行方案

实验装置建在我国北方某石化综合污水处理厂内.该污水厂的进水由工业废水和生活污水两部分构成，比例约为3∶1.工业废水来源于该公司下属的炼油厂、化肥厂、电石厂、树脂厂等所有化工厂处理后的出水.实验用水取自该污水厂的水解酸化池出水，水质指标如表1所示.进水COD波动较大，总氮(TN)主要以氨氮为主，总磷(TP)含量比较低.

表1实验废水水质1)

接种污泥取自该污水厂的曝气池.反应器自2013年4月24日启动，闷曝48h后开始连续进水.水力停留时间(HRT)为30h，回流比为100%.经过两周左右的驯化，出水水质稳定，COD去除率达到70%以上，反应器启动成功.反应器稳定运行分两个阶段：自2013月5月20日至2013年9月4日，HRT为30h;自2013年9月5日至2013年11月6日，HRT为20h.污泥龄(SRT)为50d.

定期(每隔2~3d)取样测定反应器进水、出水的COD和氨氮浓度.不定期检测进、出水BOD5、TN、TP浓度和反应器各段COD和氮化合物的浓度分布.所有水样均采用0.45μm滤膜过滤后再进行分析.反应器运行稳定后，取两组O段污泥样品进行微生物种群结构解析.对反应器进、出水进行溶解性微生物产物(SMP)、蛋白质、多糖和腐殖酸含量以及3D-EEM荧光光谱检测分析其水质特性的变化规律.

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