石化廢水排放量大，污染物成分復雜，難生化降解有機物含量高。對于難降解的石化廢水，國內外普遍采用的是以生物法為主體，物理法和化學法為輔助手段的組合工藝。隨著石化企業生產工藝的日趨復雜，產生廢水中的有毒有害及難生物降解物質不斷增多，對傳統生物工藝造成極大負擔，二級出水中仍殘留部分難降解有機物。隨著環保問題的日益突顯，以及國家、地方省份對環保標準的不斷提高，各行業現有廢水處理系統面臨極大挑戰。
生物增效技術是針對廢水中特定的污染物類型開發的。高效生物菌劑產品可以有效去除廢水中的難降解污染物，保證穩定和高標準的出水水質。用于生物強化的高效菌劑可以來源于原有處理體系，經過馴化、富集、篩選、培養達到一定數量后投加，也可以是原來不存在的外源微生物。生物增效技術可充分發揮微生物的潛力，改善難降解有機物的生物處理效果。近年來采用高效微生物菌劑進行生物強化的研究和應用日益增多。
現有污水處理市場的菌劑以國外產品為主。近年來國內企業開始對菌劑產品進行大力推廣應用。本研究針對石化廢水的污染物特征開發了高效菌劑和助劑產品，并在某石化企業廢水生化處理單元進行實際應用，取得顯著的強化效果。
1、工程概況及排放標準
某石化企業同時擁有煉油裝置、化工裝置和化纖裝置，其原油綜合配套加工能力1250萬t/a，乙烯120萬t/a、對二甲苯38萬t/a、PTA34萬t/a、聚酯20萬t/a，為國內大的乙烯生產基地之一。其生化強化系統承擔來自乙烯、聚乙烯、聚丙烯、環氧乙烷、乙二醇等生產裝置及輔助生產裝置的生產污水，廠區生活污水及污染雨水的處理任務，處理污水量為150~200m3/h。
該處理系統現有進出水水質及排放標準如表1所示。
由表1可知，現有系統二沉池出水COD不穩定，有時會出現超標情況，因此探索采用COD菌劑及助劑強化生物處理系統，以穩定出水水質。
2、工藝流程及強化方案
2.1 工藝流程
該石化廢水采用常規生化法處理，工藝流程如圖1所示?；旌蠌U水經綜合調節池均質并初步水解酸化后進入曝氣池，經二沉池和緩沖池后外排。其中曝氣池污泥質量濃度為5.0g/L，曝氣池容積為1500m3，水力停留時間約為10h。
2.2 生物強化方案
生物強化所用COD菌劑和助劑均為自主研發產品。COD菌劑產品主要包含多種針對石化廢水水質特點而篩選的高效菌株，對石化廢水具有較好的降解能力，菌劑產品為棕褐色液體，其有效細菌總數＞1×109mL-1。菌劑產品開發流程如圖2所示。
生物助劑是根據微生物生長所需各種營養成分而配制的一種濃縮型助劑產品，可以緩解工業廢水營養貧乏對微生物代謝造成的不良影響，促進生物代謝，從而加速生化系統對有機廢水的降解。
現場生物強化采用生物菌劑和助劑相結合的投加方式，生物強化周期為8月28日至9月26日，強化時間為30d。生物菌劑及助劑投加量基于菌劑產品的有效細菌總數和助劑濃度、進水水質、投加時間及實踐經驗確定，綜合考慮菌劑投加后隨出水流失及菌劑在系統的增殖情況，生物強化前期投加略高，隨著強化時間增長，投加量逐步降低，具體投加方案見表2。
3、生物強化效果分析
3.1 曝氣池MLSS及MLVSS變化情況
因初始曝氣池污泥質量濃度較高，因此建議廠方在生物強化的同時加大排泥量。MLVSS可反映混合污泥中活性部分的數量，在生物強化的前、中、后期分別測定曝氣池的MLVSS（見表3），以分析生物菌劑及助劑產品對活性污泥中活性組分的影響。
由表3可知，在生物強化初期曝氣池的污泥質量濃度達到5.0g/L，MLVSS占比為56.2%，通過排泥，在第15、30天時污泥質量濃度分別降至4.6、3.8g/L，而此時MLVSS占比卻分別提高至58.5%、59.7%，由此可知生物菌劑和助劑產品豐富了污泥的菌群結構，有效提高了污泥中活性組分的比例。
3.2 曝氣池污泥比耗氧速率變化情況
污泥比耗氧速率（SOUR）是評價污泥微生物代謝活性的一個重要指標，它是指單位質量的活性污泥在單位時間內所利用氧的量，根據同一系統不同時期污泥SOUR的變化可以判斷污泥性質的改變。SOUR在一定程度上反映了污泥的代謝活性，從側面驗證了污泥性能的變化。
污泥SOUR采用密閉間歇曝氣法測定，通過繪制溶解氧-時間曲線得到直線斜率，即為耗氧速率（OUR），根據式（1）可計算得到污泥的比耗氧速率。
在生物強化過程中定期對曝氣池污泥SOUR進行測定，見表4。
由表4可見，隨著生物強化的進行，曝氣池污泥的SOUR逐步升高，說明生物菌劑及助劑的投加對曝氣池污泥代謝性能產生了有益影響，提高了污泥對污染物的降解能力。
3.3 二沉池出水COD變化情況
生化系統的進出水COD變化情況見圖3。
以生物強化前的二沉池出水數據作對照（8月1日至8月27日）。由圖3可以看出，對照期間二沉池出水平均COD為46.01mg/L，強化開始5d左右二沉池出水COD開始逐步降低，此后二沉池出水COD逐漸趨于穩定且明顯低于強化前。強化期間二沉池出水平均COD為36.58mg/L，經生物強化后二沉池出水COD去除率提高20.5%。強化結束7d內二沉池出水平均COD為36.53mg/L，仍保持了較高的去除效果。
同時由表3可見，強化過程中隨著不斷排泥，污泥質量濃度由初的5.0g/L降至3.8g/L，污泥濃度降低24%，而此時污泥對COD的去除率卻提高了20.5%。由此可知經過連續投加生物菌劑和助劑，曝氣池的污泥性能已發生明顯改善，對COD的降解能力大大增強。