污水處理廠中的生物增效技術(shù)探討

張榮軍

(甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730060)

在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展背景下，國家對水環(huán)境的質(zhì)量要求逐漸增加。污水生物處理技術(shù)作為污水處理廠中十分重要的組成，通過經(jīng)濟(jì)化、合理化水污染控制手段的運用，可以更好的改善污水處理廠的水體環(huán)境，同時也可以避免污水污染問題的發(fā)生。但是，由于污水廠特殊性，在實際的污水處理中存在著管網(wǎng)不配套及污泥處置方法滯后等問題，若不能及時處理上述問題會影響污水廠的處理效果。所以，在行業(yè)運行及發(fā)展中，污水廠在污水處理中應(yīng)該合理利用生物增效技術(shù)，通過技術(shù)使用規(guī)范及污水處理方案的確定，逐步提升污水治理效果，為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 生物增效技術(shù)

在對生物增效技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析探究的過程中，需要認(rèn)識生物增效技術(shù)的概念。此概念最早出現(xiàn)在上二十世紀(jì)七十年代，其核心原理是在針對現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)，從自然環(huán)境中篩選出或直接投入優(yōu)良的菌種，以此有效提升污水處理系統(tǒng)的效能，有針對性去除某種或某一大類的有害物質(zhì)。發(fā)展到八十年代后，諸多領(lǐng)域開始應(yīng)用此項污水處理技術(shù)，如：大氣污染治理、土壤污染修復(fù)及水環(huán)境污染治理等領(lǐng)域，在初始階段在污水與廢水處理廠應(yīng)用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些事故，造成系統(tǒng)中大齡的活性淤泥死亡，這對原有污水處理系統(tǒng)的運行能力與效果造成了極大的影響，為了進(jìn)一步改進(jìn)并優(yōu)化系統(tǒng)能力，需要在短時間內(nèi)及時提升各項功能，改善排出的水體質(zhì)量。經(jīng)過一段時間的應(yīng)用與發(fā)展，生物增效技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展完善，并廣泛應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域中，在污水處理系統(tǒng)中根據(jù)實際情況在污水處理系統(tǒng)中投入相應(yīng)數(shù)量的生物菌群，可以有效提升污水處理系統(tǒng)中生物菌群的整體功能。將生物增效技術(shù)應(yīng)用到污水中，可以有效解決污水處理系統(tǒng)原有的問題，可以有效提升整體運行效率、提高工藝運行的穩(wěn)定性、提高生物處理系統(tǒng)啟動速度等，在自然篩選或人為自主篩選情況下啊的生物優(yōu)勢菌群投入到污水處理廠的污水處理系統(tǒng)中，從而將預(yù)期集中處理的有害物質(zhì)清除干凈，以此有效提升污水處理的整體質(zhì)量與效率，提升水體的質(zhì)量。當(dāng)前我國各行業(yè)中都積極應(yīng)用生物增效處理技術(shù)，如：市政污水處理、石油化工、制藥、皮革、造紙、印刷等行業(yè)，企業(yè)在對工業(yè)作業(yè)過程中污水進(jìn)行處理的時候，也會優(yōu)先考慮生物增效技術(shù)，與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，生物增效技術(shù)更具優(yōu)勢。一般情況下，當(dāng)污水處理廠應(yīng)用傳統(tǒng)生物技術(shù)進(jìn)行污水處理時，絕大多數(shù)都要應(yīng)用污水生物處理工藝的自培養(yǎng)功能，通過提升污水中活性污泥等微生物自身的性能將污水中的各種污染物去除掉，雖然也會取得一定的效果，但是達(dá)不到性價比更高、處理效率更高的生物增效技術(shù)的處理效果。圖1為污水處理前的狀態(tài)，圖2為經(jīng)過生物增效技術(shù)對污水處理后30min的效果。

圖1 污水處理前狀態(tài)

圖2 經(jīng)30min生物污水處理技術(shù)后的水資源狀態(tài)

2 生物增效技術(shù)及其特點

所謂生物增效技術(shù)，主要是在污水處理系統(tǒng)中通過該技術(shù)的運用啟動生物處理技術(shù)，穩(wěn)步提升污水處理效果，而且在抗擊沖、硝化反硝化啟動等方法使用中，可以實現(xiàn)污水處理的目的。在污水增效技術(shù)使用中，通過針對性篩選方案的設(shè)置，可以將水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理，最終達(dá)到高效降解的目的。而且，在與污水處理廠融合中，可以增加污水中微生物數(shù)量、種類的處理效果，保證污水處理廠的正常運行。

在污水處理廠中應(yīng)用生物增效技術(shù)，不應(yīng)具有盲目性以及隨意性，需要保證應(yīng)用的有效性以及針對性，人為主動選擇或是通過自然來篩選，在污水處理廠的處理系統(tǒng)中投放一些降解能力較強(qiáng)的微生物菌中，以此將水體中存在的污染物有效去除，這會縮短微生物的培養(yǎng)以及馴化時間，從而使生物處理系統(tǒng)中的活性污泥種群結(jié)構(gòu)完善，系統(tǒng)中將會有更加豐富、多樣的微生物，這可有效提升污水處理系統(tǒng)運行效率，及時控制住系統(tǒng)中各類微生物反應(yīng)的時間，使得污水處理系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的運行，并且可以保證獲得良好處理效果。除此之外，生物增效技術(shù)具備辨別優(yōu)勢，使用該技術(shù)時，可根據(jù)預(yù)期處理目的開展針對性操作，特殊要求下，可結(jié)合污染物差異性提供相應(yīng)菌種，例如分解能力較強(qiáng)的菌種，以此將污水處理廠的處理效果提升。相較于傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，在很多方面，生物增效處理技術(shù)都具備顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。主要表現(xiàn)為以下幾點：1）企業(yè)選用生物增效技術(shù)時，不會投入過多的成本，在投資一次后無需進(jìn)行長期投資，這能夠在很大程度上提升污水處理廠處理污水的能力；2）生物增效處理技術(shù)基于活性污泥來處理污水中存在的污染物，具備較強(qiáng)的處理能力，并且能夠有效的分解各種類型的污染物；3）合理運用生物增效技術(shù)，可確保系統(tǒng)運行功能的準(zhǔn)確性和有效性，對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、有效的管理，運行過程也更加可靠和穩(wěn)定。

2 污水處理廠運行問題

2.1 管網(wǎng)不配套

結(jié)合污水廠的污水處理情況，在實際運行中存在著管網(wǎng)不配套的問題：第一，雨污河流問題。部分污水廠的管網(wǎng)配置中，污水存在著無法直接外排的問題，這種情況下，會影響污水的處理質(zhì)量；第二，在污水處理廠的污水處理中，污水處理設(shè)備存在著污水收集量不足的問題，增加污水處理廠的運行負(fù)荷，無法實現(xiàn)污水處理的目的。

2.2 設(shè)備運行問題

根據(jù)污水廠污染處理的狀況，在污水防治處理中部分設(shè)備存在著設(shè)備閑置、不能正常使用等問題，如，污水處理難度大、污水沖擊大等問題，這些現(xiàn)象不僅會影響污水廠的管理效果，也會增加污水廠的運行難度，限制環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 再生水利用率低

在污水廠的污水處理中，再生水利用率低的問題如下：第一，部分污水處理廠的污水處理中，受到規(guī)模下、利用范圍窄的影響，實際污水處理中缺少再生水的使用規(guī)劃，最終增加污水廠的管理難度；第二，在污水再生利用中，部分基礎(chǔ)設(shè)施在建成之后受到管理制度不完善的影響，出現(xiàn)了污水排放不規(guī)范的問題，無法滿足行業(yè)的經(jīng)濟(jì)化發(fā)展需求。因此，在污水處理廠的污水處理中，管理部門要確定水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合污水處理廠的運行特點，合理使用生物增效技術(shù)，對氨氮的處理情況進(jìn)行分析，規(guī)范污水處理方案，保障污水處理的有效性，幫助污水廠在節(jié)約污水處理成本的同時節(jié)約時間。

2.4 進(jìn)出水氨氮季節(jié)性波動

對污水處理廠某一時間段內(nèi)的進(jìn)出水氨氮指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析后可知，其年初到4月前，氨氮的平均值呈現(xiàn)出升高趨勢，出水氨氮指標(biāo)隨之升高，指標(biāo)由年初不足2mg/L，到4月份提升至5mg/L。其原因主要有以下幾點：1）污水處理廠的管轄區(qū)域企業(yè)在生產(chǎn)排污方面不夠規(guī)律，形成的間歇排放形式，會使不明有毒污染物對生物產(chǎn)生危害，抑制其活性，導(dǎo)致活性污泥處理系統(tǒng)受到?jīng)_擊，污泥中毒以及解體，同時會使二沉池出現(xiàn)大規(guī)模浮泥，使得出水SS升高。此外，來水中的一些物質(zhì)，成分無法確定，將受到其影響，硝化菌正常反應(yīng)過程被抑制，這會降低硝化速率，從而明顯升高出水氨氮，對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；2）溫度會對細(xì)菌生長速率，并且會對細(xì)菌活性造成影響，在溫度升高的情況下，也將提升硝化的反映速率，當(dāng)溫度抵御4℃時，亞硝酸鹽氧化細(xì)菌停止活動。反硝化菌在反硝化活動中需要將溫度控制在15～35℃，如果溫度抵御10℃，那么會降低反硝化速率，如果溫度比3℃低，將會停止反硝化活動。因此，在冬季寒冷的氣溫下，水溫小江，會使系統(tǒng)中活性污泥生物脫氮菌群6大幅降低反映速率，從而會增加出水氨氮相比。

2.5 逐步提升污水排放量

當(dāng)城市人口不斷增加以及人們生活質(zhì)量、水平快速提升的背景下，生活用水量隨之增加，污水廠應(yīng)將污水處理量不斷提升，如果服務(wù)區(qū)排水量增加，那么污水處理廠應(yīng)擴(kuò)大處理規(guī)模，以此來滿足處理污水的新需求。

3 污水處理廠生物增效技術(shù)使用效果分析

當(dāng)前，我國各地針對污水防治出臺了一些規(guī)范，例如《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等，主要是為了規(guī)范整理污水排放工作，同時明確要求污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，需要滿足V類標(biāo)準(zhǔn)，為滿足該標(biāo)準(zhǔn)需要改善不符合要求的污水處理廠，并應(yīng)用生物增效技術(shù)等。

3.1 項目概況

研究中，以某污水處理廠的生物處理工藝為例，在污水深度處理中，采用了混凝-沉淀-過濾的工藝。污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)、水量相對穩(wěn)定，但是，在實際的污水廠污水處理中，存在著進(jìn)水水質(zhì)的單一的問題。如，夏季的平均處理水量在15～16萬m/d，氨氮的處理效果較好，但是，冬季的氨氮值波動較大，污水處理難以達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)，這種情況下，會增加污水處理的難度。因此，污水處理廠為了解決上述問題，應(yīng)該選擇生物增效技術(shù)進(jìn)行處理，提高污水中氨氮的去除效率，實現(xiàn)污水廠的穩(wěn)步發(fā)展。

3.2 試驗材料

試驗中采用低溫硝化細(xì)菌，菌種中含有亞硝酸菌屬及硝酸菌屬。

3.3 水廠水質(zhì)

在2020年6月—2021年12月期間，污水廠的污水處理中，由于時間經(jīng)過夏季高溫和冬季低溫不同環(huán)境，因此出水中的氨氮含量品駿在1.5mg/L左右，尤其是冬季溫度較低，水溫在16℃，最低在10℃，對生物處理系統(tǒng)中的硝化菌活性產(chǎn)生了影響，其中生物系統(tǒng)硝化菌的活性相對較大，NH3-N覆蓋率達(dá)到4.35mg/L>2mg/L，由此可見，該處理廠面對的問題在于低溫下污水處理系統(tǒng)工作效率差，無法將水體中的污染物質(zhì)去除出去，在污水處理廠的整改中，消化反應(yīng)速率會受到溫度的影響，最終導(dǎo)致出水的氨氮無法滿足基本需求。

3.4 生物增效技術(shù)

針對污水廠污水處理情況，將生物增效技術(shù)運用在硝化菌的投加中，當(dāng)污水廠中的冬季水溫在8℃的情況下，液體在投放后依舊具備較好的活性，可以避免硝化系統(tǒng)失去作用，而且，污水中的除氨率可以超過500mg/（kg·h）。在污水廠升級處理之后，新建生物池，生化系統(tǒng)按照正常的方式運行，為了保證試驗條件的標(biāo)準(zhǔn)性，對兩組生物池曝氣量進(jìn)行分析，過程中需要將PH值控制在7.5～8.5之間，溶解氧控制在3～5mg/L之間。

本次試驗的時間為60d，有10d為系統(tǒng)啟動期，系統(tǒng)運行維持期為40d，極端低溫期有10d，在新建生物池的曝氣好氧池進(jìn)口處放置適量硝化菌，系統(tǒng)啟動時間為10d，水體溫度在啟動時會直接影響水溫與硝化菌用量。針對這一情況，為了對系統(tǒng)啟動時間進(jìn)行科學(xué)控制，可當(dāng)水溫超過15℃時投加硝化菌，最開始的5d，曝氣池每天投入10kg/1000m，后面5d數(shù)值變?yōu)?kg/1000m。系統(tǒng)運行的40d內(nèi)，水體溫度不超過12℃時，其投放量是1.5kg/1000m，投加硝化菌的具體含量是：前5d需每天加325kg，后五天為125kg，后40d每天加12.5kg；剩余10d每天加75kg。在實際試驗過程中，需要定期監(jiān)測生物池的出水氨氮含量以及溶氧濃度。試驗中，硝化菌投加量及試驗結(jié)果如表1所示。

表1 硝化菌投加量

3.5 效果分析

通過對污水處廠改造情況的分析，利用生物增效技術(shù)，需要按照試驗標(biāo)準(zhǔn)投放藥物參數(shù)、控制生物池水的溫度，之后根據(jù)試驗情況調(diào)整藥物投加量，持續(xù)對比試驗數(shù)據(jù)的變化。當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為45mg·L時，試驗生物池的氨氮去除濃度效果為0.74mg·L，原生物池氨氮去除濃度效果為3.82mg·L；當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為29.9mg·L時，試驗生物池的氨氮去除濃度效果為0.49mg·L，原生物池氨氮去除濃度效果為2.82mg·L；當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為44.8mg·L時，試驗生物池的氨氮去除濃度效果為039mg·L，原生物池氨氮去除濃度效果為1.98mg·L；當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為39.5mg·L時，試驗生物池的氨氮去除濃度效果為1.02mg·L，原生物池氨氮去除濃度效果為1.78mg·L；當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為38.9mg·L時，試驗生物池的氨氮去除濃度效果為0.76mg·L，原生物池氨氮去除濃度效果為3.15mg·L；試驗中發(fā)現(xiàn)，生物增效技術(shù)中，增加低溫硝化菌后生化池的處理效果較好，而且設(shè)備可以時刻保持穩(wěn)定的運行，所排出的氨氮可能夠達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

總之，在污水處理廠的污水處理中，通過水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)的確定，可以結(jié)合污水處理廠的運行特點，對氨氮的處理情況進(jìn)行分析，充分保障污水處理的有效性，并在提升污水處理效果的同時實現(xiàn)節(jié)約時間及資金的目的。而且，在生物增效技術(shù)使用的情況下，可以控制污泥質(zhì)量濃度、提高氨氮去除的穩(wěn)定性，所排出的水質(zhì)也能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，在污水處理廠的項目改造中，通過生物增效技術(shù)的運用，可以提高污水處理的效率，充分滿足行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展需求。