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摘要：随着石油化工行业的发展，劣质原油的加工比例越来越高，废水中的氨氮也越来越多，如何有效地控制氨氮废水污染逐渐受到业界的重视。分析了某炼油厂污水厂出水氨氮异常的几种情况。
关键词：氨氮；现状；分析控制；
引言：
随着劣质原油加工比例的上升和氨氮类污染物在炼油厂污水中呈上升趋势,如何有效地控制氨氮类污染物排放稳定，以达到《石油炼制工业污染物排放标准》和《城镇污水处理场污染物排放标准》一级A 标准的控制要求,这是非常重要的。
一、污水场的概况
中国石化某污水处理厂采用“隔油一气浮一生化”的工艺，实际处理量为320m3/h。隔油单元采用常规平流式隔油池，气浮采用四级涡凹气浮，气浮后的废水有一部分直接进入延时曝气生化处理，再经过沉淀处理后转入氧化沟；浮选后的另一部分废水直接进入氧化沟。氧化沟使用三沟式奥伯尔氧化沟处理工艺，共有2套，每座氧化沟各设有18台曝气转碟。目前的氧化沟是串联运行的，其中2#沟主要去除COD，1#沟主要去除氨氮。氧化沟出水后，有后气浮、生物活性碳塔、曝气生物滤池、流砂过滤器，经处理合格后可排放或重复使用。整个处理系统的核心是氧化沟。具体的流程流如下图所示。
二、氨氮的排放现状
氨氮是在正常情况下，氧化沟进水氨氮在15-35mg /L范围内波动，平均为17.2mg/L。通过氧化沟处理后，氨氮基本小于0.5mg/L，去除效率高达99％以上。符合《石油炼制工业污染物排放标准》中氨氮≤8 mg/L，及符合《城镇污水处理场污染物排放标准》中一级A 标准氨氮≤5 mg/L的标准要求。
主要运行参数：PH值基本在7.5 ~ 9.5之间保持；水温基本保持在25℃到35℃之间；污泥负荷维持在0.1～0.15 kgBOD5/(kgMLSS•d)之间，当污泥指数在90ml /g左右时，氧化沟处理效果较好，污泥龄保持在20天左右，污泥回流量基本保持在60-80％。
生物镜检状况：在氧化沟的正常运行过程中，混合液中的微生物种类和数量都比较大，而像钟虫、盖纤虫和等枝虫等固着型纤毛虫原生动物占主导地位。活性污泥结构以丝状菌为骨架，菌胶团黏于其上，颜色呈茶褐色，污泥活性及结构较为良好。
三、氨氮异常情况分析
1、 汽提装置净化水波动
1.1 表象为：进水氨氮突然升高
在运行过程中该污水场，出水氨氮相对较稳定，但是近期的氧化沟进水氨氮含量突然从57 mg/L增加到196 mg/L，表面有明显的刺激性气味；出水氨氮突然从0.5 mg/L以下上升到11.84 mg/L，在这期间二沉池出水较清澈，悬浮物也较少，在那之后几天出水氨氮持续升高，最高可以达到13.64 mg/L。
根据活性污泥的特性，污泥浓度为2.5g/L，污泥指数为90mL/g，丝状菌丰度不高，无出现污泥膨胀、污泥大量死亡现象。然而，生物相检测到轮虫、钟虫和累枝虫中存在微生物胞外聚合物，表明微生物环境正在发生变化。
1.2 原因分析
主要影响因素是上游装置入水的波动，特别是上游汽提装置净化水的异常排放，从正常时期的不足50 mg/L增加到116 mg/L，最高可达到259 mg/L。
根据相关研究表明，进水氨氮浓度过高，对硝化反应有抑制作用，亚硝化菌对氨氮最适宜的耐受性浓度是100 ~ 150 mg/L，最高的耐受性约浓度为180 mg/L；硝化菌对氨氮的最佳耐受浓度为75 ~ 100 mg/L，最高耐受浓度约为180 mg/L。因此得出结论，进水氨氮浓度的突然升高对硝化反应有抑制作用，降低硝化速率，最终导致出水氨氮的升高。
该污水场的实际运行数据表明，当污水场的进水氨氮低于50 mg/L时，出水氨氮仍维持于较低水平，保持相对稳定。
1.3 控制措施
（1）首先，氨氮的来源严格控制在源头上，上游汽提装置的净化水是石化污水场氨氮的主要来源之一。经现场检测，这次氨氮偏高是由含硫污水汽提装置净化水水质波动引起。因此，稳定汽提装置的运行是需要解决的首要问题。
同时，控制其排水回流到含硫污水的原料罐进行进一步处理；在达到分级控制指标(净化水氨氮不超过50mg/L)后，才可以排放到下水系统进入污水场；所在的车间完善了保证了净化水合格排放的管理制度。按照“不合格净化水严禁外排”的要求，不然对操作团队进行评估。
（2）在污水场内部，利用调节罐的调节功能，减少生化系统的进水量，延长好氧单元的实际水力停留时间，进而提高硝化效果。具体措施为:
提升生化单元的污泥浓度，加大氧化沟回流比由80％增加到150％；为了提高好氧单元的溶解氧浓度，氧化沟曝气转碟从原来的23台增加到29台以便改善硝化效果；添加葡萄糖营养素物质，提高活性污泥的性状，保持生化系硝化反应所需的碱度；适当引入生活污水，增加废水的可生化特性。
采取上述措施后，有效控制了污水场生化系统进水氨氮的浓度，保证了系统的稳定运行，使出水氨氮逐渐恢复到正常水平。
2、难降解有机溶剂的影响
2.1 表象为:生化系统进水氨氮并不高，但是出水氨氮高，甚至超过标准，进出口倒置。出水氨氮继续上升(见表1)，二沉池出水水质清澈透明，而二沉池池壁的青苔逐渐消失，氧化沟表面及出水并没有异味。生物镜检微生物胞外聚合物明显增多，有钟虫、轮虫、累枝虫等共存，但活性不强，数量比以往任何时候都少，丝状细菌未发生污泥膨胀现象。
2.2 原因分析
因当时溶解氧(约4.2 mg/L左右)、PH值(约7.1左右)、进水水质COD 为750 mg/L、氨氮为29.6 mg/L，氧化沟运行基本处于正常状态，出水很清晰，污泥也无出现异常；但是二沉池出水，原来的青苔慢慢地死去了。怀疑存在有毒有害物质对进入会抑制硝化菌的功能发挥，原有的氨氮去除率逐步下降。
后经上游多方验证，上游装置维护废水中含有有机溶剂，其成分主要为N-甲基二乙醇胺(以下简称乙醇胺)，其分子式为CH3-N(CH2CH2OH) 2。根据相关数据，该有机溶剂在污水场生化系统中微生物脱氮作用下可转化为氨氮。然而，转变的机理还有待进一步研究。
2.3 解决措施
因为乙醇胺有机溶剂进入生化系统后，逐渐导致出水氨氮抬高，使用传统的方法很难在很短的时间内将其移除，尽快为了使出水氨氮达标，该污水场经过咨询，使用生物倍活技术，再结合传统的处理方法。
就是在氧化沟中添加某种高效生物菌种，提高氨氮的去除能力。这种高效生物菌种通过特定条件下筛选出的复合菌种，能够屏蔽水体中的有毒物质，促进微生物的生长，提高污泥的活性，有助于建立良好的硝化系统和抗氨氮的冲击能力。在国内多个炼油污水处理厂中，有过抗冲击和受到冲击后快速恢复的成功案例。
本研究使用的倍活系列产品硝化菌种在激活后能快速适应环境，帮助受冲击系统快速恢复硝化系统，提高氨氮的去除效果和运行稳定性。
（1）投加位置：硝化菌集中投加在1#氧化沟的污泥回流处。
（2）投加量：在厂家指导下，硝化菌恢复启动硝化反应的时间一般为5~7天，因此以5天投加量观察反应效果，首天投加18kg，以后每天投加9Kg。
（3）在氧化沟运行上做适当调整：适当降低好氧机单元解氧浓度(从4.2mg/L降至3.6mg/L)，防止活性污泥进一步过度氧化；增加污泥排放量，增加活性污泥系统的运行负荷；适当补充工业葡萄糖(每班投加50~100Kg)或其他有助改善活性的促生剂，可以改善活性污泥的性能，提高活性污泥的凝聚性能。
在采取上述措施后，从投加硝化菌后的第5天开始出水氨氮呈明显下降趋势，第10天的出水氨氮减少到低于5mg/L，达到预期目标。见表2。
结束语：
在炼油污水处理厂中，一旦发生氨氮异常时，应采取具体的有针对性的控制措施，以确保氨氮排放的控制，满足排放标准的要求。本文具体针对的汽提装置净化水、难降解有机溶剂(如乙醇胺等)的异常排入、硝化菌的流失等影响，进行了表象说明、分析原因，因此炼油污水场应该做好氨氮的预警工作，提前预防。
参考文献：
[1]陈青山.炼油污水氨氮总氮达标分析与控制.工业用水与废水，2017.01.
[2]李辰.污水处理厂出水氨氮异常的分析与控制.供水技术，2012.04.
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[4]郭宏山.污水高效微生物脱氮处理技术.ppt，2016.10.
论文作者:范莲红
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：污泥论文; 污水论文; 浓度论文; 生化论文; 活性论文; 乙醇胺论文; 废水论文; 《基层建设》2018年第25期论文;