煤化工废水处理SBR工艺出水COD超标原因分析与对策

杨光东 张洪伟

摘要：在本研究中根据某煤化工废水处理站的实际运行情况，详细阐述了SBR池出水口COD含量超标问题，并针对污水处理厂在运行时面临的问题提出相关的工艺调整措施，希望能给相关工作人员提供帮助。

关键词：废水处理;SBR工艺;出水;COD超标

前言

在研究中针对某煤化工企业污水处理站以及中水回用站处理能力，目前污水处理900t/h，回用水处理2200t/h，污水处理完成后COD指标小于60mg/L排至回用水（超滤、反渗透）处理，最后反渗透浓水COD小于60mg/L后排至零排放除盐系统继续处理。

1、SBR法工艺分析

SBR法也被称为是序列式活性物理法，是近几年来活性物理处理中比较常用的废水处理方法，在上世纪80年代国外将该方法用于工业废水处理中，近年来国内针对SBR工艺技术的相关研究较多，SBR工艺也是按照时间顺序进行的，通常操作包括5个阶段分别为：进水、曝气、沉淀、排水以及闲置，由于在运行SBR工艺时各阶段运行时间以及反应器中混合液体体积、运行状态不同。随着污水的性质出水质量水准变化，对于SBR反应器仅存在持续控制无空间控制障碍，进而可实现灵活性操作。从该工艺的特点上来看其是一种活性物理法，其反应机制以及污染物质基础机制是与传统活性物理法基本一致的，但在具体操作、工艺流程上有一定差异，比如传统活性污泥法是在空间上进行不同设施设置以实现连续性固定操作，而SBR工艺是将其置于同一反应器中根据时间顺序进行不同操作，该操作从时间上分别经过进水、反应、沉淀、出水、闲置这5个过程，在整个反应器中该操作反复开展以实现废水处理的目的。因此无需设置污泥回流泵以及沉淀池等相关装置，在空间上完全混合，时间上可实现静止沉淀，具有良好的分离效果，其出水水质较高，工艺相对简单，具有良好的稳定性，成本低，运行灵活，可延伸多种路线。除此之外，在SBR工艺中微生物处于厌氧、耗氧和缺氧周期变化，使活性物质中间隙阴阳菌具有显著优势，能够控制污泥膨胀问题。

2、超标情况分析

自2018年来该污水处理站在运行过程中状态不稳定，具体表现为SBR池出水COD含量变化波动较大，甚至经常会面临超标问题，六个SBR出水口COD含量超标规律相对明显，其中一号池出水COD含量超标，5号池出水COD含量仅有两次超标，在12月份，3号、4号、5号池的出水口COD含量连续十天超标，虽然出水COD含量超标幅度不大，但需要尽快查明原因，并采取有效措施，能够在短时间的恢复防止SBR工艺恶化，进而导致污水站出水质量面临全面超标的问题。

3、COD超标原因分析

第一，甲醇加量过多。当SBR池中进水口COD含量升高时，如果工作人员没有及时发现，继续按照原有的方法向污水站的6个SBR池加入甲醇，20分钟之后，即硝化段和反硝化段加入10分钟，加入甲醇主要是为活性污泥补充必要的碳源营养，进而能够满足新陈代谢，通常其比例为碳氮磷为100：5：1，如果进入污水站的污水中含有较高浓度的COD，则需要减少甲醇的加入量，甚至无需加入甲醇，否则会导致水中COD含量超标。因此，在SBR池中加入过量的甲醇也是导致COD超标所直接原因。

第二，加碱不稳、碱量含量不足。在污水站出水口位置COD超标时主要表现为SBR污水中的PH指标不稳定，其控制指标为7-8.5，实际波动范围介于5.7～8.5之间，大多呈现下线，且超标。在调整污水ph时，将SBR池中加入一定含量的氢氧化钠溶液增加碱度。由于加碱不稳定并且加碱量不足，主要体现于SBR池采用人工加碱的方式，需要每隔一段时间开启加堿阀门，而事实上，白班工作人员经常会发现没有按时加碱的问题，或者部分SBR池加入较多碱而部分SBR池加入少量碱只是实时运行减泵，最终导致污水中ph波动值较大。此外，近期由于加碱泵存在故障，一些备用泵没有发挥作用，运行时存在碱量不足的问题，进而使SBR池中ph介于6～7之间。因此对于SBR池弹性变差主要是由于加碱部位并且加碱量不足导致的，这也是SBR池出水位置COD浓度升高的主要原因之一。

第三，没有及时排污泥使污泥老化。在这一过程中还面临一些反常现象，除3号SBR池之外，其余活性污泥浓度较低，基本上处于不排污泥状态，比如三号时活性污泥浓度为45%，每天排污泥持续时间为10分钟，其余5个池活性污泥浓度为25%，且未持续排污泥。一般来说，SBR池活性污泥的排泥时间达到5～7天，一旦没有及时排泥或者不排泥很容易出现污泥老化的问题，使活性降低，降解能力降低，经过水质处理之后水质质量变差，因此没有及时排污泥也是导致SBR次出水口COD含量升高的其他原因。

第四，活性污泥重金属离子重度。当前国内很多煤化工企业在废水处理过程中不可避免会含有一定浓度重金属盐类，这些重金属离子会对活性污泥微生物活性产生一定影响，消除敏感个体进而影响活性污泥微生物群落结构，导致最终污水生物处理效率降低，一旦这种重金属进入生态环境之后，会给环境带来危害研究发现。随挥发性污泥中可复合升高，比如铬离子对于活性物质产生毒性增强，相比正常出水COD指标来说，由于受到铬离子毒性影响，在经过SBR工艺处理之后其出水位置COD指标会明显升高，铬负荷在约100毫克每克以上时为细胞分解范围，处于该范围内会使大量微生物细胞死亡，导致活性物质中SVI值降低，死亡细胞分解，使SBRT系统由于大量微生物死亡分解导致出水COD指标超标。针对SBR处理系统存在中毒症状之后需要仔细观察现象，并借助一些理化手段找到中毒原因，如果由于进水口重金属超标导致需对症下药，采取应急预案和有效的控制措施，适当调整污水生物处理工艺。比如在进水异常时需有效控制进水泵房进水，能够根据异常度可以采取少进水或者进歇进水，在确保管道污水不溢流的基础上减少进水量，防止出现高浓度有毒害污染物毒害系统微生物，以加快生物系统恢复。如果中毒不深可以采取间歇曝气或进水的方式进行曝气池控制，使耗氧池的DO值保持在3毫克每升以促进活性污泥微生物增长。

第五，污泥膨胀是活性污泥法运行中常遇的问题，会从一定程度上影响污水处理工艺运行，同时导致出水水质恶化，比如COD超标。在以SBR作为代表间歇曝气工艺施工过程中，尽管曝气池中有机物完全混合，但反应器中存在一定浓度梯度，将可将间歇曝气池作为理想推流式曝气池是不会轻易出现污泥膨胀现象的，但研究发现在处于低负荷下长期运行SBR反应器很容易出现丝状菌污泥膨胀并且由于营养物质氮，磷等元素缺乏也会导致一些高粘性活性污泥出现膨胀，进而导致COD超标。研究发现，活性物理系统中形成丝状菌膨胀，主要是由于低机质浓度以及爆气池无明显由高到低底无浓度变化，在SBR工艺中整个反应处于连续性进水，其与单个完全混合式系统类似，在出现污泥膨胀之前，处于低负荷下主反应池运行，然而在生物选择器中存在较高底物浓度梯度，从一定程度上抑制丝状菌生长，因此污泥沉降无明显影响，然而当出现污泥膨胀之后，由于选择器无法发挥选择性作用，导致反应池处于低负荷运行时无明显底部浓度变化，进而使然COD含量升高。对由于低有机负荷导致污泥膨胀常采用投入某些物质以增加污泥絮体密度或加入某些化学试剂进行丝状菌杀灭，进而能够提升活性污泥沉降性。但该方法无法根本抑制丝状菌繁殖，因此研究学者提出可采用提升主反应区有机负荷或改变进水方法来恢复污泥沉降，比如增加可溶性淀粉等一些外源碳源，进而可增加进水负荷，以提升主反应区有机负荷，或者将进水由搅拌进水改变为静态进水，能够有效控制污泥膨胀现象，进而恢复出水口COD指标，使污泥沉降性能获得恢复。

4 、调整措施

第一，当SBR池中COD浓度升高，这种情况下需要适当减少甲醇的添加时间，由原有20分钟降低至25分钟，尤其是对于反硝化段需要由10分钟减少为5分钟，可满足活性淤泥日常营养所需，同时防止甲醇加入过量，确保SBR池出水口COD含量达到标准，利用这种方法进行调整之后具有显著效果，并且第2天指标有一定程度降低。第二，添加减量的依据不仅是需要结合SBR池的ph值，同时还需要考虑均质池总碱度。当前，工业上通常多开一台碱泵进而可调节SBR池污水ph值以及提升其总碱度。第三，SBR池需要每天開展多次排泥且少量排泥，即便无水泥沉降比较低，也不能间断排泥措施，各个SBR池每天至少一次排泥且排泥时间持续1～5分钟，进而缩短活性污泥，保持活性污泥的活性，防止出现污泥的化问题，当污泥沉降比较高，这种情况下可适当延长排污泥时间，持续十五分钟，确保进入污水站的污水含COD含量相对平稳，防止一些高污染物浓度污水对污水处理站带来冲击，也是防范SBR工艺存在较大波动且对出水带来冲击，能够有效防范SBR工艺参数波动较大，其出水质量超标，在这一方面应当引起高度重视。

小结

总而言之，目前针对污水处理站运行情况，需要分析SBR池出水质量波动较大导致COD超标的问题，包括进、出口COD含量升高，加入过量甲醇，加碱量不足且稳定性差，没有及时排污泥，针对所存在的问题提出相对应的工艺调整措施以促使出水COD达标。

参考文献

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