復(fù)合微生物菌劑處理高濃度氨氮廢水的強(qiáng)化作用研究

劉 斐

（惠州大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)石化區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心，廣東 惠州 516081）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展下，畜牧養(yǎng)殖、生產(chǎn)生活等產(chǎn)生的高濃度廢水量逐漸增加，污水處理問(wèn)題日益嚴(yán)峻。傳統(tǒng)單一工藝難以滿足處理需求，急需采用強(qiáng)化工藝進(jìn)行輔助，由此提高高濃度污水處理效果。

1 水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

以坪山河項(xiàng)目為例，對(duì)當(dāng)?shù)厮|(zhì)進(jìn)行考核，選取合理指標(biāo)，采用單因子水質(zhì)評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)該河涌歷年水質(zhì)情況，主要污染指標(biāo)超標(biāo)，為劣V類(lèi)水質(zhì)，主要污染指標(biāo)為氨氮與總磷。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，當(dāng)?shù)厮w污染嚴(yán)重，TP、COD與氨氮均已超過(guò)地表V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，亟需開(kāi)展水體綜合治理工作，使水環(huán)境質(zhì)量得以提升，恢復(fù)水體自?xún)裟芰1]。

2 復(fù)合微生物菌劑處理高濃度氨氮廢水實(shí)驗(yàn)

2.1 材料與裝置

本實(shí)驗(yàn)采用BMc-1復(fù)合菌劑，該菌劑外表為粉末狀，加入糖蜜后放置在25 ℃環(huán)境下培養(yǎng)10 d后得到原液。將原液與糖蜜融合，確保0.5 mg/L密度下培養(yǎng)10 d得到激活液，經(jīng)過(guò)檢測(cè)驗(yàn)證，每毫升細(xì)胞數(shù)量在108～109之間。本實(shí)驗(yàn)采用坪山河區(qū)域高濃度氨氮廢水，進(jìn)水水質(zhì)為CaCl2含量0.027 g/L，CH3COONa含量為5.72 g/L。實(shí)驗(yàn)裝置采用A/O反應(yīng)器、有效池，其中有效池溶劑為27.3 m3。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

該實(shí)驗(yàn)利用相同參數(shù)與規(guī)模的兩個(gè)A/O反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比研究。將生活污泥放入反應(yīng)器中馴化，對(duì)其實(shí)施穩(wěn)定硝化-反硝化反應(yīng)，對(duì)pH、DO與C/N等條件有效控制。進(jìn)水水質(zhì)需氧量與氨氮濃度值應(yīng)根據(jù)COD需求設(shè)置，反硝化每去掉1 g的NO2-N便要用1.71 g的COD，進(jìn)水氨氮濃度范圍在40～1 000 mg/L，COD濃度范圍在120～2 000 mg/L之間。將其馴化1個(gè)月后，兩個(gè)反應(yīng)器中的出水量穩(wěn)定，這說(shuō)明短程硝化-反硝化效果理想。實(shí)驗(yàn)組有SDC池中以0.16 L/ d的劑量持續(xù)加入菌劑，對(duì)照組采用清水。后續(xù)選取沉淀池出水對(duì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，待實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)30天后，對(duì)兩組好氧池、厭氧池中的微生物測(cè)序。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 脫氮效果分析

兩組對(duì)比可知，實(shí)驗(yàn)組在A/O工藝中加入BMc-1菌劑可使反應(yīng)器中脫氮效能得以強(qiáng)化，最終出水氨氮去除率為98.8%，總氮去除率為81.97%。后續(xù)出水檢測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組的NO-3-N均值為17.37 mg/L，對(duì)照組為30.67 mg/L，這意味著短程硝化-反硝化運(yùn)行較為穩(wěn)定[2]。對(duì)此，采用TOC檢測(cè)法進(jìn)行替代，使菌劑脫氮的效果得以增強(qiáng)，反應(yīng)器對(duì)污染物的去除率更加理想。實(shí)驗(yàn)組出水均值為19.34 mg/L，對(duì)照組為25.53 mg/L。

2.3.2 菌群多樣性分析

菌群與序列之間的變化關(guān)系如下圖1所示。在序列不斷增加時(shí)，ACE指數(shù)隨之提升，增長(zhǎng)趨勢(shì)更加顯著，只有樣品O2測(cè)試序列數(shù)量大于40 000并趨于平緩，不同趨勢(shì)意味著不同區(qū)間豐度有所區(qū)別。Shannon指數(shù)趨于飽和，意味著有效序列深度可覆蓋現(xiàn)有全部微生物菌落，兩個(gè)指數(shù)結(jié)果也可展現(xiàn)出不同系統(tǒng)內(nèi)部微生物群落間的變化情況。

圖1 菌群與序列間的變化趨勢(shì)

兩個(gè)樣品菌落間的差異距離用不同顏色表示，如若差異距離較近，則為紅色；如若距離較遠(yuǎn)，則為藍(lán)色。根據(jù)圖2可知，同一個(gè)反應(yīng)器中樣品群里之間的差異相對(duì)較小，而不同反應(yīng)器中樣品群落差異則較大，顏色越紅代表群落差異適中，菌劑對(duì)原本群落產(chǎn)生的沖擊較小。較結(jié)果與反應(yīng)器加入菌劑后脫氮效果相同，如若波動(dòng)較小，說(shuō)明菌群差異越穩(wěn)定[3]。

圖2 菌群結(jié)果相關(guān)性示意圖

3 水質(zhì)提升技術(shù)方案

3.1 生態(tài)帶截污緩污

生態(tài)緩沖帶可采用永久植被對(duì)污染物與有害物進(jìn)行攔截，以條帶式種植模式保護(hù)土地。緩沖帶可有效剔除農(nóng)田流失的沉積物、殺蟲(chóng)劑，可發(fā)揮泥沙沉降、植物吸收、反硝化等作用，對(duì)地表徑流產(chǎn)生強(qiáng)大的阻滯作用，靈活調(diào)節(jié)入河洪峰流量，并減少地表與地下徑流內(nèi)的顆粒量，有助于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源的擴(kuò)散與調(diào)節(jié)。與此同時(shí)，還有助于生物多樣性增加，提高附近水域內(nèi)溶解氧的含量，循序漸進(jìn)地改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

3.2 微生物菌液強(qiáng)化去污

在水體生態(tài)系統(tǒng)中，微生物是分解的核心所在，同時(shí)也是提高水體自?xún)袅Φ年P(guān)鍵。可通過(guò)擴(kuò)繁、馴化本土微生物的方式，促進(jìn)污染物去除，持續(xù)向水體內(nèi)投放大量有益菌種，利用水體自身替代以往的生物反應(yīng)器，由此擴(kuò)大微生物生長(zhǎng)空間，提高繁殖期間對(duì)水中污染物產(chǎn)生的分解力，促進(jìn)有效生物量與功能的全面提升，使生態(tài)系統(tǒng)得以?xún)?yōu)化重組，提高水體系統(tǒng)自?xún)裟芰?，?shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)[3]。

3.3 分布式濕地凈化

可采用以下方式凈化處理，一是沉淀作用。當(dāng)污水流入濕地后，因流動(dòng)速度放緩，夾帶的懸浮物質(zhì)受重力影響下沉。污水內(nèi)COD與SS等指標(biāo)值得以降低；二是厭氧生物代謝作用。在厭氧狀態(tài)下，厭氧生物對(duì)污染物通過(guò)厭氧發(fā)酵達(dá)成降解目標(biāo)；三是好氧生物代謝。在好氧狀態(tài)下，大多數(shù)污染物在異養(yǎng)型好氧菌的作用下得以剔除，其中COD的剔除率為80%左右，BOD超過(guò)90%。

4 結(jié)論

綜上所述，將BMc-1復(fù)合菌劑加入短程硝化-反硝化工藝中，有助于強(qiáng)化系統(tǒng)內(nèi)脫氮效果，使高氨氮廢水得到有效處理。針對(duì)區(qū)域水污染問(wèn)題，可通過(guò)生態(tài)帶截污緩污、微生物菌液強(qiáng)化去污、分布式濕地凈化等方式凈化水質(zhì)，恢復(fù)綠色和諧的水環(huán)境。