呂艷荷

（東營市生態(tài)環(huán)境局廣饒生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 東營 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，利用菌群的高活性優(yōu)勢，抑制水體中細(xì)菌的生長與繁殖，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物和氮氨類物質(zhì)，抑制水體的富營養(yǎng)化，解決水體發(fā)臭的問題。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，投放的微生物菌群會快速自我繁殖，從而進一步提高污水的處理效能[2]。目前，此項技術(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高COD 廢水為考察對象，設(shè)計了針對高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)的實際應(yīng)用效果。

1 高COD 化工廢水處理中試裝置的設(shè)計

對高COD 化工廢水的處理進行相關(guān)研究前，設(shè)計了高COD 化工廢水處理中試裝置[3]。裝置示意圖見圖1。在①池中加入適量的有機營養(yǎng)物質(zhì)，從而為投放到水體中的微生物提供一個相對適宜的生存環(huán)境。按照表1 設(shè)計了中試裝置各反應(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。對這2 種菌種進行研究后發(fā)現(xiàn)，BIO-TRET BAABR 菌種屬于混合式、具有專利特征的菌群，菌群中的假單胞菌、芽孢桿菌可通過發(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)計的[4]。BIO-TRET BAABR 菌種中的ABR 生物菌屬于優(yōu)選菌群，在實際應(yīng)用中可承受更高的污染荷載。對這2 種菌群在投入使用后的耗氧量進行分析，結(jié)果見圖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，都會隨著時間的延長而增加，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，對污水進行活化處理，處理條件見表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階段，需要投入較多數(shù)量及種類的菌種，以使廢水處理池中能夠更快地建立一個穩(wěn)定的生態(tài)體系，增強菌群的適應(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，增效菌種會持續(xù)下降。為解決這類問題，需要定期添加一定數(shù)量的生物菌種，并通過強化硬件或改進進水條件等方式，減少細(xì)菌的持續(xù)投入量。當(dāng)污水處理池的進水量增大或出現(xiàn)運行異常時，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表3。

表3 生物增效菌種的投放量

在上述設(shè)計內(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。在處理池中進行污水的曝氣處理，經(jīng)過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，每天中午對曝氣池COD 進行監(jiān)測。

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)菌的繁殖速率會增加。在大約14d 的時間里，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)計了生物增效處理流程（圖3）。

圖3 生物增效處理流程

3 實際應(yīng)用分析

3.1 水廠概況與實驗廢水

盡管目前針對生物增效技術(shù)的科研成果較多，但大部分設(shè)計成果都有局限性，無法在化工領(lǐng)域加以推廣使用。因此，有必要在完成相關(guān)設(shè)計后，通過實際應(yīng)用，對高COD 化工廢水的處理效果進行檢驗。為此，本文選擇某大型化工企業(yè)作為實驗的試點單位，試點單位的相關(guān)廢水指標(biāo)見表4。在廢水處理廠的進水口對污水進行采樣，作為此次生物增效技術(shù)的實驗樣本，相關(guān)的檢驗結(jié)果見表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 污水樣本的檢驗結(jié)果

3.2 高COD 化工廢水的處理效果

為檢驗本方法在化工廢水處理中的應(yīng)用效果，按照圖4 在試點單位的污水處理反應(yīng)池中布置實驗環(huán)境，設(shè)置實驗條件。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)合工廠的實際情況，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 對出水進行采樣，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 的檢測結(jié)果可以看出，在多個采樣時間點，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 的檢測結(jié)果

考慮到高COD 化工廢水中含有一定量的油污，為進一步檢驗生物增效技術(shù)對高COD 化工廢水中油污的處理效果，對出水池A 與出水池B 在不同天數(shù)下的油污含量進行檢驗，結(jié)果見圖6。

圖6 出水池A 與出水池B 采樣油污含量的檢驗結(jié)果

從圖6 可以看出，經(jīng)過5d 抽檢后，出水池B 的采樣油污含量已經(jīng)小于200mg·L-1，滿足國家規(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較差。由此得到結(jié)論：此次設(shè)計的高COD 化工廢水處理生物增效技術(shù)，在實際應(yīng)用中的效果良好，在控制污水中COD 含量的同時，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

對曝氣池A 和曝氣池B 中的活性污泥進行采樣，制成膠片后放置在顯微鏡下觀察，微生物實體的分布情況可作為評價高COD 化工廢水處理效果的關(guān)鍵指標(biāo)。實驗結(jié)果見圖7。圖7 中，左側(cè)為曝氣池B 的活性污泥中微生物實體的分布情況，陰影部分表示菌膠團，即微生物發(fā)生集群現(xiàn)象后生成的實體結(jié)構(gòu)團，菌膠團附近分布有大量、密集的微生物實體。圖7 中的右側(cè)為曝氣池A 的活性污泥中微生物實體的分布情況，可以看出微生物實體的數(shù)量較少，且未形成菌膠團。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、適應(yīng)能力強、繁殖能力強等特點，因此此項技術(shù)在實際應(yīng)用中具有較強的實用性與可操作性。將此項技術(shù)在試點單位應(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，可在化工等行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。本文設(shè)計了高COD化工廢水處理中試裝置，確定了生物增效菌群種類及其在廢水中的投放方法，以某廢水處理廠為試點，考察了高COD 化工廢水生物增效處理技術(shù)的處理效果。實驗結(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。