石化废水中含有石油类、苯和苯的衍生物等多种难降解有机物,其成分复杂,含有大量有毒有害物质,污染物浓度较高,可生化性差,属于较难处理的废水,对地表水环境污染严重,单一的废水处理工艺不能满足更高的排放标准要求。本文采用脉冲水解酸化-A/O工艺联合处理石化废水,通过分析COD、氨氮、总磷、硫酸根、硫离子、挥发酸(VFA)等指标的去除效果和变化规律,获得工艺有效设计和运行参数;考察了水解酸化池和A/O池中的微生物种群结构,并对其进行分析。探讨了脉冲水解酸化池工艺优化条件,并对反应动力学进行了研究。本研究采用自行设计的脉冲布水器,搭建了脉冲水解酸化-A/O中试装置并处理实际石化废水。水解酸化池和A/O池的容积分别为2.6m3和3.9 m3,脉冲布水器的脉冲频次为10次/h,A/O池污泥龄25d,污泥回流比100%,O池溶解氧浓度控制在2mg/L-3mg/L。反应器运行温度随季节变化在15℃-32℃,反应器稳定运行近7个月的结果表明:尽管进水COD和氨氮波动较大,但出水COD和氨氮的去除率保持稳定。在进水COD浓度为500mg/L-1350 mg/L,出水COD去除率为86.2%,其中脉冲水解酸化池COD去除率为59.3%;进水氨氮浓度为10mg/L-50 mg/L,出水氨氮的去除率为85.8%;UV254、TN和TP的平均去除率分别为57.7%、57.5%和85.8%。脉冲水解酸化池泥水混合良好,出水VFA浓度比进水提高近1倍,BOD5/COD值比进水提高35%,显示出其良好的水解酸化效果,提高了进水的可生化性。对脉冲水解酸化池和A/O池进行种群分析,Ilumina Miseq测序结果表明:变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是主要的优势菌群,所占的比例在50%以上。在属的水平上,Anaerolineaceae和Clostridiales在水解酸化池中丰度较高;A/O池中丰度较高的菌属为Flexibacter,Thiobacillus,Nitrosomonadaceae和Nitrospira。通过脉冲水解酸化池和A/O池中不同微生物种群的共同作用,石化废水中复杂的有机污染物得以有效降解。为了探究水解酸化池的水解酸化效果,通过水解酸化池内出水VFA的数值变化进行水解酸化池工艺优化,得到最佳的反应工艺条件为:反应停留时间15h,pH为7,温度为27℃,污泥浓度为20g/L,处理后的VFA转化率为80%。水解酸化池动力学研究表明,反应活化能为854.6792kJ/mol,指前因子为1.5212,污泥浓度、pH和停留时间的指数分别为0.1513、0.9492和0.1340?通过动力学方程式计算的酸化率与实验值吻合的较好,误差不超过±10%。上述研究结果表明,脉冲水解酸化与A/O工艺联合相对以往工艺去除效果更好,得到更高去除率,出水达到国家一级排放标准。