简耀先
（贵州开阳化工有限公司，贵州 开阳550399）
［摘 要］贵州开阳化工有限公司500 kt/a合成氨装置配套污水处理系统采用改良型SBR工艺，污水以气化污水为主。2020年2月初，4座SBR池出现活性污泥膨胀现象。结合生产实际，分析认为主要原因在于，气化系统掺烧石油焦和污水处理系统投加反渗透浓水后，综合进水营养源减少，污水处理系统整体上处于缺营养状态及碳氮比失调，且运行时序不匹配。为此，采取了调整运行时序、培养和驯化污泥、不再接收反渗透浓水、每天观察污泥的性状和微生物的状态、随时观察进水水质等调控措施后，4座SBR池恢复正常运行。
［关键词］污水处理系统；SBR工艺；活性污泥膨胀；原因分析；进水来源； 碳氮比失调；运行时序；调控措施
［中图分类号］X703.1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）01-0077-04
0 引 言
改良型SBR工艺是近年发展起来的一种先进的序批式活性污泥法脱氮工艺，与传统SBR工艺相比，改良型SBR工艺通过在单个池内多次重复进行的曝气、搅拌、沉淀、排放（排水、排泥）操作，创造好氧、缺氧、厌氧环境，利用好氧、缺氧、厌氧微生物完成分解有机物（BOD）和脱除氨氮（NH3-N）的生化处理过程。改良型SBR工艺考虑了短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化、硝化-反硝化新生物脱氮技术应用的可能，既能有效地保证硝化率，又能很好地促进反硝化作用，具有占地少、运行费用低、设备简单、维护方便、自动化程度高、抗负荷冲击能力强等优点，广泛用于污水处理系统中。但在改良型SBR工艺系统的运行过程中，往往会出现污泥膨胀的现象，以下结合贵州开阳化工有限公司（简称开阳化工）改良型SBR污水处理系统的运行情况，就污泥膨胀的原因进行分析，并介绍开阳化工针对这一问题采取的调控措施。
1 污水处理系统概况
开阳化工500 kt/a合成氨项目属贵州省重点建设项目、贵阳循环经济（国家）生态工业示范基地重点项目，其工艺路线为干煤粉加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗+超级克劳斯、液氮洗、氨合成。本项目污水处理系统采用改良型SBR工艺，污水以气化污水为主，设计污水处理量210 m3/h，8 h为1个运行周期。污水处理系统设计进水水质为COD≤425 mg/L、BOD≤319.7 mg/L、氨氮≤400 mg/L、硫化物≤1.0 mg/L、总磷≤4 mg/L、SS≤80.9 mg/L、pH=6～9、温度30～40 ℃；设计出水水质指标主要为COD≤60 mg/L、BOD≤20 mg/L、氨氮≤15 mg/L、硫化物≤0.12 mg/L、总磷≤0.3 mg/L、氰化物≤0.5 mg/L、SS≤70 mg/L、pH=6～9，即要求达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的一级标准。
从上述设计指标来看，污水处理系统来水水质总磷偏高，在满足系统自身需求之外还需添加除磷剂来保证出水指标合格，据SBR生化系统C∶N∶P=100∶5∶1的营养比例（N以NH3-N计，P以PO4-P计），系统的碳氮比不足，需按污水水质、水量投加甲醇（碳源）。
2 活性污泥膨胀现象
2020年2月初，4座SBR池在滗水时发现有部分絮体带出，SV30均升至60%～70%，而且在最初沉降10 min时效果不好，污泥颜色由原来的深褐色变成浅黄色，无土腥味，之后通过在第二次曝气过程中加PAC（聚合氯化铝）后，滗水时水体带泥减少，水体还算清澈；但此后随着运行时间的推移，解絮膨胀现象越来越严重，再增加PAM（聚丙烯酰胺）的投加，可勉强确保滗水时水体清澈；当SBR池内活性污泥全部出现解絮膨胀的现象后，加再多的PAC、PAM，出水均呈浑浊状态，悬浮物超标，污泥沉降效果不好，最终SV30高达100%。
查阅相关文献得知，如果线状菌在整体菌落中占主导地位时，污泥活性不好，大量的硝化细菌和反硝化细菌会死亡，污水系统将陷入瘫痪状态。为进一步确定污泥的活性和硝化细菌的反应情况，分析检测了进水氨氮、COD及出水氨氮、COD、悬浮物（SS），如表1；4座SBR池污水的混合液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）及镜检结果如表2。
3 原因分析
通过数据分析并结合现场情况来看，4座SBR池均已出现活性污泥膨胀现象，污泥内硝化细菌大量死亡，氨氮降解能力大大下降，COD还能降解是因为采用了过度曝气的方式；出口悬浮物浓度缓慢升高，表明活性污泥膨胀越发严重，出现水浑浊现象。为了查清活性污泥膨胀的原因，从以下几个方面进行排查与分析。
3.1 进水来源
开阳化工气化原料煤之前采用贵州当地煤，其灰分高、产气量少，后经改造，气化系统掺烧石油焦（石油焦灰分少、产气量大），掺烧比例为石油焦∶贵州当地煤=1∶2（质量比）。掺烧石油焦后，气化污水氨氮含量、COD值较之前有所降低，但同时污水来源中增加了反渗透浓水（反渗透浓水投加量占污水处理系统总进水量的约50%），如此一来，综合进水营养源减少，系统整体上处于缺营养状态，久而久之可能会导致活性污泥膨胀。
此外，在生物法处理高盐含氮废水的过程中，盐分能够直接影响溶解氧的浓度及氧气转移到液相的能力，进而影响硝化菌的新陈代谢功能（盐分高导致污泥中活性细菌反渗透压高，生物膜破裂，易发生细菌死亡现象）和活性污泥的沉降性，并改变颗粒污泥以及生物膜的结构，导致生物絮体或胞外聚合物解体。可见，污水处理系统进水中加入高盐分的反渗透浓水会对SBR工艺的硝化效率产生影响。
3.2 碳氮比
最近一批进水水质分析数据（见表3）表明，系统入口污水碳氮比约为1，比设计污水进水碳氮比还低，且来水中氨氮含量、COD值均比设计值低很多，在负荷偏低的情况下，生化池内的有机物浓度低，相较于胶团菌而言，丝状菌因其链状伸展的形式，更易接触到有机物形成优势生长，如果在系统运行过程中不把握好碳氮比，活性污泥易长期处于饥饿状态，大量的丝状菌繁殖，如此一来曝气过程中就很可能出现污泥解絮膨胀的现象。
更多内容详见《中氮肥》2021年第1期