污水處理廠中生物增效技術的應用探究

劉洪剛

（臨沂市生態環境綜合執法支隊，山東 臨沂 276000）

1 生物增效技術的主要內容

在分析生物增效技術所涵蓋的主要內容時，我們應首先弄清楚生物增效技術的概念到底是什么。具體來說，在上個世紀七十年代時行業中開始正式出現了生物增效技術，其主要的工作原理就是在已經存在著的廢水處理系統中從自然界中篩選出的或是直接投入現成的優勢菌種，從而有針對性地提高原有污水處理系統的整體處理能力，大大提升原有處理系統的某個方面性能，并有目的性地去除某一種或是某一大類有害物質。到了八十年代，這一污水處理技術在很多行業中都開始得到應用，如大氣污染治理、土壤污染修復以及水環境污染治理等工作，最開始主要是由于污水和廢水處理廠經常出現一些事故，進而導致系統中有大量的活性污泥出現死亡情況，對原有處理系統的處理能力產生了極大影響，而為了更好地改善系統的能力，就必須在短時間內迅速提升其各項功能，改善排出的水體質量。隨著時間的推移，生物增效技術從最初的發展并不完善到現在已經能夠廣泛應用在各種規模的污水處理廠中，將具有特殊功能的生物菌群定量地投入到污水處理系統中，從而大幅度地提升了系統中生物菌群的整體功能，其在整個環保事業中發揮出重要作用。

在污水處理廠科學地應用了生物增效技術后，原有系統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、工藝運行的穩定性較差、生物處理系統啟動慢、抗沖擊能力不佳以及硝化反硝化啟動能力不佳等，這些問題在應用了生物增效技術后得到了不同程度的改善，將經過自然篩選或是人為主動篩選的生物優勢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徹底清除干凈，從而大大提升了出水水體的整體質量。

現階段，生物增效技術已經廣泛應用到我國的各行各業中，如市政污水處理、石油化工、制藥、食品、皮革、造紙、印刷等行業，企業在處理工業廢水時也會首選這一處理技術，這主要是由于與傳統的污水處理技術相比，生物增效技術具有更大的優勢。通常情況下，當污水處理廠等企業采用了傳統的生物處理技術時，其幾乎都要采取污水生物處理工藝的自身培養功能，不斷擴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。如系統成功啟動需要很長時間、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，此外當污水中存在著明顯的有毒物質、污染物結構過于復雜難以處理、處理的空間環境條件不佳或是硝化反硝化的要求太高等問題，傳統生物處理技術方法就會暴露出更多的問題和缺陷，此時就必須應用更加高效并且更具性價比的污水生物處理技術。

2 生物增效技術的特點分析

生物增效技術的有效運用并不是隨意、盲目的，其一定是具有很強針對性的，通過自然或是人為主動地進行篩選，將有較強降解能力的微生物菌種投放到原有的污水處理系統中，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時間就被大大降低了，進一步優化和完善了生物處理系統中活性污泥的種群結構，同時也豐富了系統中有效微生物的種類和數量，大大地提升了原有污水處理系統的工作效率，系統中微生物的反應時間得到了有效控制，整個污水處理系統運行過程更具安全性和穩定性了，處理的效果也得到了充分保證。另外，生物增效技術還具有顯著的辨別優勢，即這一技術在應用的過程中能夠結合實際的預期處理目的進行有針對性的操作，在特殊的條件下可以針對污染物的差異性來提供相應的具有較強分解能力的菌種或是針對特殊污染物提供相應的菌種，這也較好地提高了污水處理廠的實際處理效果。

與傳統的生物處理技術相比，生物增效技術在多個方面都有著顯著優勢：首先，生物增效技術并不會使企業投入過多的成本，只需要投資一次之后就不需要再進行長期投資了，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，其處理能力極強并且對大部分種類的污染物都有較好的分解能力；應用生物增效技術后還能夠很好地保證整個系統的運行功能，對系統能夠進行科學有效的管理，運行過程中也更加的穩定和可靠。

3 以某污水處理廠為例分析生物增效技術的應用情況

目前，我國各地區針對污水防治工作已經相繼出臺了多項規范和標準，如各個區域都逐步頒布或是相繼完善了《污水綜合排放標準》和《區域水污染防治2018年行動總體規劃》等文件，其根本目的就是要進一步規范并整理污水排放情況，并對污水處理廠的出水情況提出更加明確的要求：2020年年末時，城鎮地區各種規模的污水處理廠的出水水質的化學需氧量、總磷和氨氮這三項內容的排放標準都必須滿足地表水環境的V類標準，而以往城鎮地區大部分污水處理廠的排出水水質的標準還只是一級A標準，其無法與新的地表水環境V類標準相適應的，所以為了確保能夠滿足新標準，對于那些不符合排放要求標準的污水處理廠就必須進行改進和完善，并大力地應用生物增效技術等新興的高效技術。

3.1 污水處理廠的運行情況

在探討污水處理廠應用生物增效技術的實際效果時，我們選取了某一個之前采用了AAO生物處理工藝的污水處理廠，對其出水情況進行研究時發現進水的水量和水質都是較為穩定的，并且實際工作中污水處理廠選用的也是單一的進水水質，進水的均勻程度較高，處理水量平均能夠達到15-17萬m3/d，當夏天來臨溫度較高時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，當到了冬天季節溫度較低時，出水的氨氮值就無法被有效控制了，此時就根本無法達到地表水環境的V類標準了。而在新標準的要求下，僅僅達到A標準顯然是不夠的，因此，為了將A標準提升至V標準就必須對原有的污水處理系統進行完善和改進，如果改造時需要添加構筑物不但會耗費大量時間，同時成本也是很高的，對污水處理廠的處理量會產生明確限制，在改造占地面積以及改造所花費時間、成本等因素的影響下，并且在充分結合了污水處理廠整體規劃要求的基礎上，為了盡可能地節約成本并向很多專業機構和人員進行了咨詢了解后，污水處理廠最終確定的是應用生物增效技術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中，即使是到了冬季的低溫環境下低溫硝化菌也具有較高的處理能力，其能夠將出水水體中的氨氮含量控制在合理范圍內，并且在夏天溫度較高時系統出現氨氮含量突然超標的問題時，低溫硝化菌也可以作為應急處理的辦法。

3.2 試驗材料和菌種分析

對這一污水處理廠的處理系統進行改造升級時，企業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菌菌種，呈現出液體的形式，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月的出水水質情況，時間跨度既經歷了夏天等高溫季節，又經歷了冬天等低溫環境，出水水體中氨氮含量的均值大概為1.5mg/L，特別是在冬天的時間段，即在2018年11月到2019年3月這一時間范圍，系統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，冬季低溫環境下氨氮的含量明顯偏高，而在其他時間段內氨氮含量的最高值才為2mg/L，可見，這一污水處理廠面對的主要問題就是低溫環境下污水處理系統的工作效率不佳，無法有效去除水體中的一些污染物質，硝化菌的反應速度也受到了嚴重影響，出水水體中的氨氮含量是無法滿足V類標準的。

3.4 生物增效技術硝化菌的投加方案

在系統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境下溫度低于8℃，投放的液體也具有良好活性，仍能夠產生較強的硝化作用，每個小時去除氨氮的含量能夠達到至少500mg。在2012年時，這一污水處理廠曾進行過一次升級改造，當時就建立另一座生物池，而此次應用生物增效技術就是在新建的生物池中進行試驗，從而更好地進行對比和分析試驗數據，原有的生物處理系統則繼續按照以往的運行方式進行工作，在試驗中及時地調整了兩個生物池中的pH值和污泥濃度等相關參數，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，MLSS的值在5000-7000mg/L的范圍內，一個試驗周期均是24小時，保證了試驗條件的一致性。在具體的試驗過程中，要定期對生物池中的出水氨氮含量和溶氧濃度進行監測。

此次試驗確定的總體時間為60天，其中有10天是系統的啟動期，40天是系統的運行期，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口位置處投放了適量的硝化菌，以10天作為系統啟動時間的參考值，啟動時水體溫度對水溫以及硝化菌的用量是有著直接影響的。因此，為了更加科學地控制系統的啟動時間，在水溫大于15℃的時候進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天數值改為5kg/1000m3。而在系統運行的40天內，當水體溫度低于12℃時投放量為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 應用生物增效技術后的運行效果

在經過了60天這個周期的投放和培養生物增效菌的過程后，相關工作人員對于污水處理系統中的生物池水溫、試驗投藥參數、生物段出水氨氮含量和總含氮含量等數值進行了嚴格的監控并及時進行了調整，獲得兩個生物池的試驗數據，并分析了每一個生物池的污泥濃度，從試驗中能夠看到在新建的生物池中應用了生物增效技術并投加了低溫硝化菌后明顯取得了更加優異的污染物去除效果，并且系統運行更為安全穩定，出水的氨氮含量是能夠滿足地表V類排放標準的。

4 結束語

通過以上的論述，我們對生物增效技術的主要內容、生物增效技術的特點分析和以某污水處理廠為例分析生物增效技術的應用情況三個方面進行了詳細地分析和探討。針對現階段各地區污水處理廠的普遍運行情況，對其出水的水體質量是有著更高要求的，而在冬天低溫環境下氨氮處理效果不理想時，在處理工作中科學地應用了生物增效技術后，其在生物池中通過投放更具針對性的高效菌種，大大提升了污泥的活性，同時生物系統的抗沖擊能力也更強了，能夠有效去除水體中超過98%的氨氮含量，出水水質與排放的國家標準相適應，并且投入的時間和成本也更低。