呂艷荷

（東營(yíng)市生態(tài)環(huán)境局廣饒生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 東營(yíng) 257300）

生物增效處理技術(shù)是指在含有污染物、細(xì)菌的水體中加入生物菌群，利用菌群的高活性?xún)?yōu)勢(shì)，抑制水體中細(xì)菌的生長(zhǎng)與繁殖，從而提高廢水的綜合處理效果[1]。應(yīng)用生物增效技術(shù)可以有效去除廢水中的有機(jī)物和氮氨類(lèi)物質(zhì)，抑制水體的富營(yíng)養(yǎng)化，解決水體發(fā)臭的問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，向水體中投放生物增效處理試劑后，因水體環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，投放的微生物菌群會(huì)快速自我繁殖，從而進(jìn)一步提高污水的處理效能[2]。目前，此項(xiàng)技術(shù)已在石油、化學(xué)、制藥等行業(yè)廣泛應(yīng)用。本文以某廢水處理廠(chǎng)高COD 廢水為考察對(duì)象，設(shè)計(jì)了針對(duì)高COD 化工廢水的生物增效處理中試裝置，考察了生物增效處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。

1 高COD 化工廢水處理中試裝置的設(shè)計(jì)

對(duì)高COD 化工廢水的處理進(jìn)行相關(guān)研究前，設(shè)計(jì)了高COD 化工廢水處理中試裝置[3]。裝置示意圖見(jiàn)圖1。在①池中加入適量的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而為投放到水體中的微生物提供一個(gè)相對(duì)適宜的生存環(huán)境。按照表1 設(shè)計(jì)了中試裝置各反應(yīng)區(qū)域的技術(shù)參數(shù)。

表1 中試裝置各反應(yīng)區(qū)域的技術(shù)參數(shù)

圖1 高COD 化工廢水處理中試裝置

2 生物增效菌群的投放方法與高COD處理

結(jié)合高COD 化工廢水的特征，選擇BIO-TRET BAABR 菌種和BIO-TRET BA1018 菌種作為生物增效技術(shù)的主要菌種。對(duì)這2 種菌種進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，BIO-TRET BAABR 菌種屬于混合式、具有專(zhuān)利特征的菌群，菌群中的假單胞菌、芽孢桿菌可通過(guò)發(fā)酵獲得，這種菌群主要是為了分解油污中的碳?xì)浠衔锒O(shè)計(jì)的[4]。BIO-TRET BAABR 菌種中的ABR 生物菌屬于優(yōu)選菌群，在實(shí)際應(yīng)用中可承受更高的污染荷載。對(duì)這2 種菌群在投入使用后的耗氧量進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 菌群耗氧分析

從圖2 可知，BIO-TRET BAABR 菌種與BIOTRET BA1018 菌種的耗氧量，都會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但在相同的條件下，BIO-TRET BAABR 菌種的耗氧量大于BIO-TRET BA1018 菌種，因此選擇BIO-TRET BAABR 菌種作為生物增效菌群[5]。

在投入生物增效菌群前，對(duì)污水進(jìn)行活化處理，處理?xiàng)l件見(jiàn)表2。

表2 BIO-TRET BAABR 菌種的活化條件

在高COD 化工廢水處理中試裝置的啟動(dòng)階段，需要投入較多數(shù)量及種類(lèi)的菌種，以使廢水處理池中能夠更快地建立一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)體系，增強(qiáng)菌群的適應(yīng)能力。在常規(guī)的操作條件下，由于繁殖突變和出水損失等因素，增效菌種會(huì)持續(xù)下降。為解決這類(lèi)問(wèn)題，需要定期添加一定數(shù)量的生物菌種，并通過(guò)強(qiáng)化硬件或改進(jìn)進(jìn)水條件等方式，減少細(xì)菌的持續(xù)投入量。當(dāng)污水處理池的進(jìn)水量增大或出現(xiàn)運(yùn)行異常時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大菌群投入量，一般沖擊劑量為正常劑量的2 倍。高COD 化工廢水的各處理階段，生物增效菌種的投放量見(jiàn)表3。

表3 生物增效菌種的投放量

在上述設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還要在水池中投放活性炭粉末作為微生物的載體，另外還要投入200g碳酸氫鉀和碳酸氫銨，以及400g 葡萄糖。在處理池中進(jìn)行污水的曝氣處理，經(jīng)過(guò)4～5h 的馴化即完成生物增效菌種的激活處理。之后要逐步加大初始水量，每天中午對(duì)曝氣池COD 進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

考慮到處理池的水溫較低，細(xì)菌繁殖緩慢，因此采用加溫設(shè)備，將好氧槽的溫度維持在25℃左右。隨著水溫提高，細(xì)菌的繁殖速率會(huì)增加。在大約14d 的時(shí)間里，污泥的SV30從0%上升到6%，完成污泥的正式培養(yǎng)。為確保污水處理能達(dá)到預(yù)期效果，設(shè)計(jì)了生物增效處理流程（圖3）。

圖3 生物增效處理流程

3 實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 水廠(chǎng)概況與實(shí)驗(yàn)廢水

盡管目前針對(duì)生物增效技術(shù)的科研成果較多，但大部分設(shè)計(jì)成果都有局限性，無(wú)法在化工領(lǐng)域加以推廣使用。因此，有必要在完成相關(guān)設(shè)計(jì)后，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，對(duì)高COD 化工廢水的處理效果進(jìn)行檢驗(yàn)。為此，本文選擇某大型化工企業(yè)作為實(shí)驗(yàn)的試點(diǎn)單位，試點(diǎn)單位的相關(guān)廢水指標(biāo)見(jiàn)表4。在廢水處理廠(chǎng)的進(jìn)水口對(duì)污水進(jìn)行采樣，作為此次生物增效技術(shù)的實(shí)驗(yàn)樣本，相關(guān)的檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 某大型化工生產(chǎn)企業(yè)廢水的相關(guān)指標(biāo)

表5 污水樣本的檢驗(yàn)結(jié)果

3.2 高COD 化工廢水的處理效果

為檢驗(yàn)本方法在化工廢水處理中的應(yīng)用效果，按照?qǐng)D4 在試點(diǎn)單位的污水處理反應(yīng)池中布置實(shí)驗(yàn)環(huán)境，設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件。曝氣池A 為企業(yè)原有的污水處理工藝，曝氣池B 為集成本方法的污水處理工藝。結(jié)合工廠(chǎng)的實(shí)際情況，在曝氣池B 中投放具有特效降解能力的菌群生物，在出水池A 與出水池B 對(duì)出水進(jìn)行采樣，分析高COD 化工廢水的處理效果。

圖4 污水處理反應(yīng)池的布置

圖5 是出水池A 與出水池B 采樣COD 的檢測(cè)結(jié)果。圖5 中，COD 為100mg·L-1是化工生產(chǎn)廢水處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)。從圖5 中出水池A 與出水池B 采樣COD 的檢測(cè)結(jié)果可以看出，在多個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)，出水池B 采樣的COD 含量穩(wěn)定在0～100mg·L-1范圍內(nèi)，出水池A 采樣COD 的含量則相對(duì)較高，表明本方法處理高COD 化工廢水的效果較好。

圖5 出水池A 與出水池B 采樣COD 的檢測(cè)結(jié)果

考慮到高COD 化工廢水中含有一定量的油污，為進(jìn)一步檢驗(yàn)生物增效技術(shù)對(duì)高COD 化工廢水中油污的處理效果，對(duì)出水池A 與出水池B 在不同天數(shù)下的油污含量進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 出水池A 與出水池B 采樣油污含量的檢驗(yàn)結(jié)果

從圖6 可以看出，經(jīng)過(guò)5d 抽檢后，出水池B 的采樣油污含量已經(jīng)小于200mg·L-1，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定的化工廢水排放標(biāo)準(zhǔn)；出水池A 的采樣油污含量仍大于600mg·L-1，表明污水處理效果相對(duì)較差。由此得到結(jié)論：此次設(shè)計(jì)的高COD 化工廢水處理生物增效技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中的效果良好，在控制污水中COD 含量的同時(shí)，可降低污水中的油污，提高化工污水的排水質(zhì)量。

3.3 活性污泥性能的檢驗(yàn)

對(duì)曝氣池A 和曝氣池B 中的活性污泥進(jìn)行采樣，制成膠片后放置在顯微鏡下觀(guān)察，微生物實(shí)體的分布情況可作為評(píng)價(jià)高COD 化工廢水處理效果的關(guān)鍵指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。圖7 中，左側(cè)為曝氣池B 的活性污泥中微生物實(shí)體的分布情況，陰影部分表示菌膠團(tuán)，即微生物發(fā)生集群現(xiàn)象后生成的實(shí)體結(jié)構(gòu)團(tuán)，菌膠團(tuán)附近分布有大量、密集的微生物實(shí)體。圖7 中的右側(cè)為曝氣池A 的活性污泥中微生物實(shí)體的分布情況，可以看出微生物實(shí)體的數(shù)量較少，且未形成菌膠團(tuán)。由此得到結(jié)論：采用生物增效技術(shù)后，曝氣池中活性淤泥的絮體密度增加，表明污水處理反應(yīng)池中的微生物數(shù)量增加，高COD 化工廢水的處理效率與綜合處理水平得到全面提升。

圖7 曝氣池A 與B 中的活性污泥微生物實(shí)體的分布情況

4 結(jié)論

生物增效技術(shù)屬于前沿技術(shù)，由于菌種具有生存能力強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)、繁殖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有較強(qiáng)的實(shí)用性與可操作性。將此項(xiàng)技術(shù)在試點(diǎn)單位應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，生物增效技術(shù)具有成本低、效率高、降解處理效果好等優(yōu)勢(shì)，可在化工等行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了高COD化工廢水處理中試裝置，確定了生物增效菌群種類(lèi)及其在廢水中的投放方法，以某廢水處理廠(chǎng)為試點(diǎn)，考察了高COD 化工廢水生物增效處理技術(shù)的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以控制污水中COD的含量，降低污水中的油污量，提高COD 化工廢水的處理效率與綜合處理水平。