污水處理廠中生物增效技術(shù)的應(yīng)用探究

劉洪剛

（臨沂市生態(tài)環(huán)境綜合執(zhí)法支隊(duì)，山東 臨沂 276000）

1 生物增效技術(shù)的主要內(nèi)容

在分析生物增效技術(shù)所涵蓋的主要內(nèi)容時(shí)，我們應(yīng)首先弄清楚生物增效技術(shù)的概念到底是什么。具體來說，在上個(gè)世紀(jì)七十年代時(shí)行業(yè)中開始正式出現(xiàn)了生物增效技術(shù)，其主要的工作原理就是在已經(jīng)存在著的廢水處理系統(tǒng)中從自然界中篩選出的或是直接投入現(xiàn)成的優(yōu)勢(shì)菌種，從而有針對(duì)性地提高原有污水處理系統(tǒng)的整體處理能力，大大提升原有處理系統(tǒng)的某個(gè)方面性能，并有目的性地去除某一種或是某一大類有害物質(zhì)。到了八十年代，這一污水處理技術(shù)在很多行業(yè)中都開始得到應(yīng)用，如大氣污染治理、土壤污染修復(fù)以及水環(huán)境污染治理等工作，最開始主要是由于污水和廢水處理廠經(jīng)常出現(xiàn)一些事故，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)中有大量的活性污泥出現(xiàn)死亡情況，對(duì)原有處理系統(tǒng)的處理能力產(chǎn)生了極大影響，而為了更好地改善系統(tǒng)的能力，就必須在短時(shí)間內(nèi)迅速提升其各項(xiàng)功能，改善排出的水體質(zhì)量。隨著時(shí)間的推移，生物增效技術(shù)從最初的發(fā)展并不完善到現(xiàn)在已經(jīng)能夠廣泛應(yīng)用在各種規(guī)模的污水處理廠中，將具有特殊功能的生物菌群定量地投入到污水處理系統(tǒng)中，從而大幅度地提升了系統(tǒng)中生物菌群的整體功能，其在整個(gè)環(huán)保事業(yè)中發(fā)揮出重要作用。

在污水處理廠科學(xué)地應(yīng)用了生物增效技術(shù)后，原有系統(tǒng)中存在的種種問題都能夠得到很好解決，如處理效率整體偏低、工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性較差、生物處理系統(tǒng)啟動(dòng)慢、抗沖擊能力不佳以及硝化反硝化啟動(dòng)能力不佳等，這些問題在應(yīng)用了生物增效技術(shù)后得到了不同程度的改善，將經(jīng)過自然篩選或是人為主動(dòng)篩選的生物優(yōu)勢(shì)菌群投入到污水處理廠的污水中，將工作人員想要除去的集中有害物質(zhì)徹底清除干凈，從而大大提升了出水水體的整體質(zhì)量。

現(xiàn)階段，生物增效技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我國(guó)的各行各業(yè)中，如市政污水處理、石油化工、制藥、食品、皮革、造紙、印刷等行業(yè)，企業(yè)在處理工業(yè)廢水時(shí)也會(huì)首選這一處理技術(shù)，這主要是由于與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比，生物增效技術(shù)具有更大的優(yōu)勢(shì)。通常情況下，當(dāng)污水處理廠等企業(yè)采用了傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)時(shí)，其幾乎都要采取污水生物處理工藝的自身培養(yǎng)功能，不斷擴(kuò)展污水中活性污泥等微生物的自身性能來將污水中的各類污染物有效去除，雖然有時(shí)也能夠取得一定的污水處理效果，但整體上看還是存在一定問題。如系統(tǒng)成功啟動(dòng)需要很長(zhǎng)時(shí)間、很難取得良好的污水處理效果以及抗沖擊能力很差等問題，此外當(dāng)污水中存在著明顯的有毒物質(zhì)、污染物結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜難以處理、處理的空間環(huán)境條件不佳或是硝化反硝化的要求太高等問題，傳統(tǒng)生物處理技術(shù)方法就會(huì)暴露出更多的問題和缺陷，此時(shí)就必須應(yīng)用更加高效并且更具性價(jià)比的污水生物處理技術(shù)。

2 生物增效技術(shù)的特點(diǎn)分析

生物增效技術(shù)的有效運(yùn)用并不是隨意、盲目的，其一定是具有很強(qiáng)針對(duì)性的，通過自然或是人為主動(dòng)地進(jìn)行篩選，將有較強(qiáng)降解能力的微生物菌種投放到原有的污水處理系統(tǒng)中，從而有效去除水體中存在著的大量污染物，這樣微生物的馴化和培養(yǎng)時(shí)間就被大大降低了，進(jìn)一步優(yōu)化和完善了生物處理系統(tǒng)中活性污泥的種群結(jié)構(gòu)，同時(shí)也豐富了系統(tǒng)中有效微生物的種類和數(shù)量，大大地提升了原有污水處理系統(tǒng)的工作效率，系統(tǒng)中微生物的反應(yīng)時(shí)間得到了有效控制，整個(gè)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程更具安全性和穩(wěn)定性了，處理的效果也得到了充分保證。另外，生物增效技術(shù)還具有顯著的辨別優(yōu)勢(shì)，即這一技術(shù)在應(yīng)用的過程中能夠結(jié)合實(shí)際的預(yù)期處理目的進(jìn)行有針對(duì)性的操作，在特殊的條件下可以針對(duì)污染物的差異性來提供相應(yīng)的具有較強(qiáng)分解能力的菌種或是針對(duì)特殊污染物提供相應(yīng)的菌種，這也較好地提高了污水處理廠的實(shí)際處理效果。

與傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)相比，生物增效技術(shù)在多個(gè)方面都有著顯著優(yōu)勢(shì)：首先，生物增效技術(shù)并不會(huì)使企業(yè)投入過多的成本，只需要投資一次之后就不需要再進(jìn)行長(zhǎng)期投資了，污水處理廠的處理能力將得到大幅度提升；生物增效技術(shù)處理污水中污染物主要依靠的就是活性污泥，其處理能力極強(qiáng)并且對(duì)大部分種類的污染物都有較好的分解能力；應(yīng)用生物增效技術(shù)后還能夠很好地保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行功能，對(duì)系統(tǒng)能夠進(jìn)行科學(xué)有效的管理，運(yùn)行過程中也更加的穩(wěn)定和可靠。

3 以某污水處理廠為例分析生物增效技術(shù)的應(yīng)用情況

目前，我國(guó)各地區(qū)針對(duì)污水防治工作已經(jīng)相繼出臺(tái)了多項(xiàng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如各個(gè)區(qū)域都逐步頒布或是相繼完善了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《區(qū)域水污染防治2018年行動(dòng)總體規(guī)劃》等文件，其根本目的就是要進(jìn)一步規(guī)范并整理污水排放情況，并對(duì)污水處理廠的出水情況提出更加明確的要求：2020年年末時(shí)，城鎮(zhèn)地區(qū)各種規(guī)模的污水處理廠的出水水質(zhì)的化學(xué)需氧量、總磷和氨氮這三項(xiàng)內(nèi)容的排放標(biāo)準(zhǔn)都必須滿足地表水環(huán)境的V類標(biāo)準(zhǔn)，而以往城鎮(zhèn)地區(qū)大部分污水處理廠的排出水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)還只是一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其無法與新的地表水環(huán)境V類標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的，所以為了確保能夠滿足新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于那些不符合排放要求標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠就必須進(jìn)行改進(jìn)和完善，并大力地應(yīng)用生物增效技術(shù)等新興的高效技術(shù)。

3.1 污水處理廠的運(yùn)行情況

在探討污水處理廠應(yīng)用生物增效技術(shù)的實(shí)際效果時(shí)，我們選取了某一個(gè)之前采用了AAO生物處理工藝的污水處理廠，對(duì)其出水情況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水的水量和水質(zhì)都是較為穩(wěn)定的，并且實(shí)際工作中污水處理廠選用的也是單一的進(jìn)水水質(zhì)，進(jìn)水的均勻程度較高，處理水量平均能夠達(dá)到15-17萬m3/d，當(dāng)夏天來臨溫度較高時(shí)也能夠取得理想的氨氮處理效果，基本都能將出水氨氮的含量控制在1mg/L以內(nèi)，當(dāng)?shù)搅硕旒竟?jié)溫度較低時(shí)，出水的氨氮值就無法被有效控制了，此時(shí)就根本無法達(dá)到地表水環(huán)境的V類標(biāo)準(zhǔn)了。而在新標(biāo)準(zhǔn)的要求下，僅僅達(dá)到A標(biāo)準(zhǔn)顯然是不夠的，因此，為了將A標(biāo)準(zhǔn)提升至V標(biāo)準(zhǔn)就必須對(duì)原有的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行完善和改進(jìn)，如果改造時(shí)需要添加構(gòu)筑物不但會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，同時(shí)成本也是很高的，對(duì)污水處理廠的處理量會(huì)產(chǎn)生明確限制，在改造占地面積以及改造所花費(fèi)時(shí)間、成本等因素的影響下，并且在充分結(jié)合了污水處理廠整體規(guī)劃要求的基礎(chǔ)上，為了盡可能地節(jié)約成本并向很多專業(yè)機(jī)構(gòu)和人員進(jìn)行了咨詢了解后，污水處理廠最終確定的是應(yīng)用生物增效技術(shù)來有效去除出水中的氨氮含量，將低溫硝化菌投放到污水處理系統(tǒng)中，即使是到了冬季的低溫環(huán)境下低溫硝化菌也具有較高的處理能力，其能夠?qū)⒊鏊w中的氨氮含量控制在合理范圍內(nèi)，并且在夏天溫度較高時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)氨氮含量突然超標(biāo)的問題時(shí)，低溫硝化菌也可以作為應(yīng)急處理的辦法。

3.2 試驗(yàn)材料和菌種分析

對(duì)這一污水處理廠的處理系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)時(shí)，企業(yè)選擇的是某生物科技有限公司所提供的生物增效菌群，其就是方案中所需要的低溫硝化細(xì)菌菌種，呈現(xiàn)出液體的形式，并且在其中含有較高濃度的硝酸菌屬和亞硝酸菌屬。

3.3 污水處理廠的水質(zhì)研究

這里主要分析和研究的是這一污水處理廠在2018年6月到2019年12月的出水水質(zhì)情況，時(shí)間跨度既經(jīng)歷了夏天等高溫季節(jié)，又經(jīng)歷了冬天等低溫環(huán)境，出水水體中氨氮含量的均值大概為1.5mg/L，特別是在冬天的時(shí)間段，即在2018年11月到2019年3月這一時(shí)間范圍，系統(tǒng)中的水體平均溫度大概為16℃，最低溫度甚至低于10℃，大大影響了生物處理系統(tǒng)中的硝化菌活性，出水氨氮的涵蓋率為4.35mg/L＞2mg/L，冬季低溫環(huán)境下氨氮的含量明顯偏高，而在其他時(shí)間段內(nèi)氨氮含量的最高值才為2mg/L，可見，這一污水處理廠面對(duì)的主要問題就是低溫環(huán)境下污水處理系統(tǒng)的工作效率不佳，無法有效去除水體中的一些污染物質(zhì)，硝化菌的反應(yīng)速度也受到了嚴(yán)重影響，出水水體中的氨氮含量是無法滿足V類標(biāo)準(zhǔn)的。

3.4 生物增效技術(shù)硝化菌的投加方案

在系統(tǒng)中投放的高濃度液體含有硝酸菌屬和亞硝酸菌屬，即使是在冬天低溫環(huán)境下溫度低于8℃，投放的液體也具有良好活性，仍能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的硝化作用，每個(gè)小時(shí)去除氨氮的含量能夠達(dá)到至少500mg。在2012年時(shí)，這一污水處理廠曾進(jìn)行過一次升級(jí)改造，當(dāng)時(shí)就建立另一座生物池，而此次應(yīng)用生物增效技術(shù)就是在新建的生物池中進(jìn)行試驗(yàn)，從而更好地進(jìn)行對(duì)比和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，原有的生物處理系統(tǒng)則繼續(xù)按照以往的運(yùn)行方式進(jìn)行工作，在試驗(yàn)中及時(shí)地調(diào)整了兩個(gè)生物池中的pH值和污泥濃度等相關(guān)參數(shù)，pH值均在7.5-8.5之間，控制溶解氧含量在3-5mg/L的范圍內(nèi)，MLSS的值在5000-7000mg/L的范圍內(nèi)，一個(gè)試驗(yàn)周期均是24小時(shí)，保證了試驗(yàn)條件的一致性。在具體的試驗(yàn)過程中，要定期對(duì)生物池中的出水氨氮含量和溶氧濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

此次試驗(yàn)確定的總體時(shí)間為60天，其中有10天是系統(tǒng)的啟動(dòng)期，40天是系統(tǒng)的運(yùn)行期，還有10天選擇的是極端的低溫期，在新建生物池的曝氣好氧池的進(jìn)口位置處投放了適量的硝化菌，以10天作為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間的參考值，啟動(dòng)時(shí)水體溫度對(duì)水溫以及硝化菌的用量是有著直接影響的。因此，為了更加科學(xué)地控制系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，在水溫大于15℃的時(shí)候進(jìn)行了硝化菌的投加操作，在最開始的5天在曝氣池中每天投放10kg/1000m3，之后5天數(shù)值改為5kg/1000m3。而在系統(tǒng)運(yùn)行的40天內(nèi)，當(dāng)水體溫度低于12℃時(shí)投放量為1.5kg/1000m3，具體投加硝化菌的含量為：前5天每天投加325kg，之后5天每天投加125kg，之后40天每天投加12.5kg，最后10天每天投加75kg。

3.5 應(yīng)用生物增效技術(shù)后的運(yùn)行效果

在經(jīng)過了60天這個(gè)周期的投放和培養(yǎng)生物增效菌的過程后，相關(guān)工作人員對(duì)于污水處理系統(tǒng)中的生物池水溫、試驗(yàn)投藥參數(shù)、生物段出水氨氮含量和總含氮含量等數(shù)值進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)控并及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，獲得兩個(gè)生物池的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析了每一個(gè)生物池的污泥濃度，從試驗(yàn)中能夠看到在新建的生物池中應(yīng)用了生物增效技術(shù)并投加了低溫硝化菌后明顯取得了更加優(yōu)異的污染物去除效果，并且系統(tǒng)運(yùn)行更為安全穩(wěn)定，出水的氨氮含量是能夠滿足地表V類排放標(biāo)準(zhǔn)的。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過以上的論述，我們對(duì)生物增效技術(shù)的主要內(nèi)容、生物增效技術(shù)的特點(diǎn)分析和以某污水處理廠為例分析生物增效技術(shù)的應(yīng)用情況三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)地分析和探討。針對(duì)現(xiàn)階段各地區(qū)污水處理廠的普遍運(yùn)行情況，對(duì)其出水的水體質(zhì)量是有著更高要求的，而在冬天低溫環(huán)境下氨氮處理效果不理想時(shí)，在處理工作中科學(xué)地應(yīng)用了生物增效技術(shù)后，其在生物池中通過投放更具針對(duì)性的高效菌種，大大提升了污泥的活性，同時(shí)生物系統(tǒng)的抗沖擊能力也更強(qiáng)了，能夠有效去除水體中超過98%的氨氮含量，出水水質(zhì)與排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，并且投入的時(shí)間和成本也更低。