生物增效劑對污水生化處理效果的試驗研究

楊海燕，呂 慧，呂 倩

(中國石油天然氣股份獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833699)

凈化水聯合車間含油污水污染物負荷高，含有大量的長鏈烷烴類、酯類、酚類等弱極性的有機污染物，以及脂肪酸類、環(huán)烷酸類、多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物衍生鹽類等強極性難降解的有機污染物［1］。污水乳化嚴重，具有較強的生物毒性和較差的可生化性。惡劣的水質條件已影響曝氣池微生物活性。污泥活性低導致生化運行效果不理想、降解有毒有害污染物能力下降，不僅影響了污水處理的穩(wěn)定達標排放，而且使得提標排放工作日益嚴峻。

針對現存問題，為了達到廢水處理的預期效果，充分發(fā)揮微生物處理方法的優(yōu)勢，提高去除有機污染物及其他有毒有害物質的能力，可采用添加生物增效劑技術，使污水處理廠能夠在高污染物負荷的水質條件下，更好地維持微生物群落的正常功能，增強微生物群落改善出水質量的能力。

通過選取具有代表性的污水水樣，模擬現場條件，通過評價實驗摸索出每種生物增效劑對現在的污水處理系統(tǒng)是否適用，若適用通過試驗評選出每種生物增效劑的最佳投加量;在此基礎上將所選用的生物增效劑進行綜合效果的試驗研究，驗證生物增效劑之間是否有協(xié)同作用，并提出可行的處理方案。

1 試驗方法

凈化水廠含油系統(tǒng)純氧曝氣池進水、含油活性污泥按體積比1∶1 配制成400 mL 樣品，按生物增效劑的不同投加濃度分別進行試驗，將投加生物增效劑的樣品放入生物搖床中分別進行24，48，72 和96 h 的模擬試驗，分別對生物增效劑作用時間為24，48，72 和96 h 的樣品進行微生物群體數量、污水中污染物的去除率及其代謝活力進行檢測，同時做空白試驗(即不加生物增效劑)，通過比較進行效果評價，并篩選出每種生物增效劑的最佳投加量［2］。

2 結果與討論

2.1 脫氮菌篩選評價試驗結果

2.1.1 微生物鏡檢

空白樣品中活性污泥顏色微黑，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團較松散，原生動物相對較少。投加脫氮菌后的生物體系中，視野中可以看到大量呈樹枝狀緊密交錯盤織的泥黃色菌膠團，可以看到更多游離或被束縛的原生動物，在菌膠團稠密之處，可以看到被束縛在菌膠團中原生動物的蠕動，這表明使用脫氮菌后的活性污泥體系中存在著大量活動的原生動物，活性污泥質量良好，代謝旺盛，處理效率得到提高［3］。

2.1.2 菌落總數測試

脫氮菌效果見圖1。

圖1 脫氮菌效果評價菌落總數

從圖1 來看:隨著脫氮菌作用時間的延長，菌落總數在不斷遞增，當脫氮菌的質量濃度為80 mg/L、作用時間96 h 時，菌落總數增加明顯，達到了1.4 ×107個/mL，相比空白已增加了600 多倍，而不加脫氮菌的空白樣品，菌落總數的數量基本上變化不大。

2.1.3 氨氮的去除效果評價

脫氮菌去除效果見圖2。

圖2 脫氮菌效果評價氨氮去除率

從圖2 來看:隨著脫氮菌作用時間的延長，氨氮去除率也在不斷地遞增，當脫氮菌的投加量為80 mg/L 時，對氨氮的去除效果明顯增強，達到了29.32%，隨著脫氮菌投加濃度的遞增，氨氮去除效果也在增強，趨勢漸緩，表明投加量小幅上升并沒有對脫氮菌增效的效果產生明顯影響［4］。

2.1.4 確定最佳投加量

通過對脫氮菌效果的綜合評價和投用成本方面的考慮，在保證氨氮去除率的前提下，篩選出脫氮菌的最佳投加量為80 mg/L。

2.2 脫酚菌篩選評價試驗結果

2.2.1 微生物鏡檢

空白樣品中活性污泥顏色微黑，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團較松散，原生動物相對較少。投加脫酚菌后，污泥顏色微黃，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團相對密實，生物相較齊全(較多量后生+原生動物出現)，在菌膠團稠密之處，可以看到被束縛在菌膠團中原生動物的蠕動，這表明使用脫酚菌后的活性污泥體系中存在著大量活動的原生動物，活性污泥本身質量較好，代謝旺盛，處理效率較高。

2.2.2 菌落總數測試

脫酚菌效果見圖3。

圖3 脫酚菌效果評價菌落總數

從圖3 來看:隨著脫酚菌作用時間的延長，菌落總數在不斷地遞增，當脫酚菌的投加濃度為50 mg/L、作用時間96 h 時，菌落總數增加明顯，達到了8.3 ×105個/mL，相比空白增加了33 倍，而不加脫酚菌的空白樣品，菌落總數基本上沒有什么變化。

2.2.3 酚的去除效果的評價

酚去除效果見圖4。

圖4 脫酚菌效果評價揮發(fā)酚去除率數據

從圖4 酚的去除效果看:隨著脫酚菌作用時間的延長，酚脫除率也在不斷遞增，當脫酚菌質量濃度為50 mg/L 時，對酚的去除效果明顯增強，達到了32.87%，隨著脫酚菌質量濃度的遞增，酚去除效果也在增強，趨勢漸緩，表明投加量小幅上升并沒有對脫酚菌增效的效果產生明顯影響。

2.2.4 確定最佳投加量

通過對脫酚菌效果的綜合評價和投用成本方面的考慮，在保證酚去除率的前提下，篩選出脫酚菌的最佳質量濃度為50 mg/L。

2.3 增效菌篩選評價試驗結果

2.3.1 微生物鏡檢

空白樣品中活性污泥顏色微黑，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團較松散，原生動物相對較少。投加增效菌后，污泥顏色微黃，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團相對密實，生物相較齊全，較多量后生+原生動物出現，這表明使用增效菌后的活性污泥體系中存在著大量活動的原生動物，污泥活性較好，代謝旺盛，處理效率較高。

2.3.2 菌落總數測試

增效菌效果見圖5。

圖5 增效菌效果評價菌落總數

從圖5 來看:隨著增效菌作用時間的延長，菌落總數在不斷地遞增，當增效菌的濃度為60 mg/L、作用時間96 h 時，菌落總數的數量增加明顯，達到了4.3 ×106個/mL，相比空白增加了153.37倍，而不加增效菌的空白樣品，菌落總數的數量基本上變化不大。

2.3.3 COD 去除效果的評價

COD 去除效果見圖6。

圖6 增效菌效果評價COD 去除率

從圖6 COD 的去除效果看:隨著增效菌作用時間的延長，COD 去除率也在不斷地遞增，當增效菌的質量濃度為60 mg/L 時，對COD 的去除效果明顯增強，達到了25.23%，隨著增效菌投加濃度的遞增，COD 去除效果也在增強，趨勢漸緩，表明投加量小幅上升并沒有對增效菌增效的效果產生明顯影響。

2.3.4 確定最佳投加量

通過對增效菌效果的綜合評價和投用成本方面的考慮，在保證COD 去除率的前提下，篩選出增效菌的最佳質量濃度為60 mg/L。

2.4 生物增效劑同時使用綜合效果的試驗研究

模擬現場運行條件，按各種生物增效劑的最佳質量濃度(各種生物增效劑的最佳投加濃度分別按脫氮菌:80 mg/L;脫酚菌:50 mg/L;增效菌:60 mg/L)和不同作用時間的樣品進行試驗，通過和空白樣比較進行綜合效果評價的結果如下。

2.4.1 微生物鏡檢

空白樣品中活性污泥顏色土褐色，絮體松散，鏡檢顯示菌膠團較松散，原生動物相對較少。投加生物增效劑后，污泥顏色土黃，絮體較松散，鏡檢顯示菌膠團相對密實，生物相較齊全(較多量后生+原生動物出現)，在菌膠團稠密之處，可以看到被束縛在菌膠團中原生動物的蠕動，這表明使用生物增效劑后的活性污泥體系中存在著大量活動的原生動物，活性污泥本身質量較好，代謝旺盛，處理效率高。

2.4.2 菌落總數測試

生物增效劑效果見圖7。

圖7 生物增效劑綜合效果菌落總數

從圖7 來看:隨著生物增效劑作用時間的延長，菌落總數在不斷地遞增，當作用時間96 h時，菌落總數的數量增加明顯，達到了3.4 ×107個/mL，相比空白增加了1 300 多倍，而不加生物增效劑的空白樣品，菌落總數的數量基本上變化不大。

2.4.3 污染物去除效果的評價

污染物去除效果見圖8～圖10。

圖8 生物增效劑綜合效果氨氮去除率

圖9 生物增效劑綜合效果揮發(fā)酚去除率

圖10 生物增效劑綜合效果COD 去除率

從圖8～10 對去除效果進行綜合評價的結果看:隨著生物增效劑作用時間的延長，對污水中氨氮、揮發(fā)酚、COD 的去除率比只加單劑的去除效果更有增強，相比只加單劑時的增強結果(以96 h的結果為依據)為:氨氮的去除率又增加了7.66%，揮發(fā)酚的去除率又增加了6.88%，COD的去除率又增加了7.91%，表明按最佳投加濃度同時使用生物增效劑增效的效果更有增強，各種生物增效劑之間有協(xié)同作用。

3 結論及建議

有針對性地使用生物增效劑技術:在煉油污水場受到高負荷沖擊的情況下，為了達到廢水處理的預期效果，充分發(fā)揮微生物處理方法的優(yōu)勢，提高去除有機污染物及其它有毒有害物質的能力，可采用添加生物增效劑技術，即通過添加具有特殊降解功能的菌株以強化“土著”微生物功效的一種技術［5］。通過添加這些高效微生物，使污水處理廠能夠在高污染物負荷的水質條件下，更好地維持微生物群落的正常功能，增強微生物群落改善出水質量的能力，同時提高系統(tǒng)抗沖擊能力，加強生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高污水處理廠的效率并簡化操作，為進一步提高出水質量提供可靠保證。

當含油污水進水水質異常時，應根據現場污水運行的實際情況，定期選擇性地投加生物增效劑以提高生化單元出水的合格率。根據室內篩選評價的試驗結果，提出以下的處理方案。

3.1 單獨投加生物增效劑

根據現場水質情況，有選擇性地單獨投加生物增效劑，且脫氮菌投加濃度為80 mg/L，脫酚菌為50 mg/L，增效菌為60 mg/L，現場用新水溶解后直接投加，投加點為含油曝氣池進口。一次性投加后，要做好污水水質和污泥活性的監(jiān)檢測工作，確保微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定和出水水質的穩(wěn)定。

3.2 生物增效劑進行同時投加

根據現場水質情況，可將各單劑進行復配后使用，現場用新水溶解后直接投加，各種生物增效劑的最佳投加濃度分別按脫氮菌為80 mg/L;脫酚菌為50 mg/L;增效菌為60 mg/L 進行，投加點在含油曝氣池進口，一次性投加后，要做好污水水質和污泥活性的監(jiān)檢測工作，確保微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定和系統(tǒng)的出水水質穩(wěn)定。

4 現場應用

脫酚菌和增效菌在污水處理系統(tǒng)應用情況:

(1)生物增效劑能顯著提高系統(tǒng)的COD 和酚的去除率，生化池的COD 去除率達到77%，酚的去除率達到了65%，去除率達到了較高水平。且系統(tǒng)水質在出現較大波動時，系統(tǒng)仍然能保持穩(wěn)定出水。

(2)污泥沉降性能大大得到改善，對二沉池和Linpor 氧化池有較大幫助。

(3)有效改善了污水的可生化性。生物相活性明顯加強。投加優(yōu)勢菌種后，系統(tǒng)污泥活性得到明顯改善，破碎的菌膠團絮體密實起來，各種原生動物、后生動物數量穩(wěn)定，活躍性較好;

可見，投加生物增效劑對污水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行起到了積極的作用，可以使出水COD、酚含量相對穩(wěn)定，從而使車間的總排出水水質得到保障。

［1］解慶林，李艷紅，朱義軍，等.高濃度污水生物處理技術研究［J］.環(huán)境工程，2004，22(2):15-17.

［2］何健，李順鵬，崔中利，等.含鹽工業(yè)廢水生化處理耐鹽污泥馴化及其機制［J］.中國環(huán)境科學，2002，22(6):546-550.

［3］李軍，楊秀山，彭永臻.微生物與水處理工程 北京:化學工業(yè)出版社，2010.9.

［4］禹耀萍，周大軍.含高鹽量、高氨氮量有機廢水處理工藝探討［J］.懷化學院學報。2005.24(2):60-63.

［5］王志霞，王志巖，武周虎.高鹽度廢水生物處理現狀與前景展望［J］.工業(yè)水處理，2002，22(11):1-4.