復合微生物菌劑處理高濃度氨氮廢水的強化作用研究

劉 斐

（惠州大亞灣經濟技術開發區石化區環境監控中心，廣東 惠州 516081）

在社會經濟迅猛發展下，畜牧養殖、生產生活等產生的高濃度廢水量逐漸增加，污水處理問題日益嚴峻。傳統單一工藝難以滿足處理需求，急需采用強化工藝進行輔助，由此提高高濃度污水處理效果。

1 水環境現狀調查

以坪山河項目為例，對當地水質進行考核，選取合理指標，采用單因子水質評價法進行評價。根據該河涌歷年水質情況，主要污染指標超標，為劣V類水質，主要污染指標為氨氮與總磷。根據檢測結果可知，當地水體污染嚴重，TP、COD與氨氮均已超過地表V類標準，亟需開展水體綜合治理工作，使水環境質量得以提升，恢復水體自凈能力[1]。

2 復合微生物菌劑處理高濃度氨氮廢水實驗

2.1 材料與裝置

本實驗采用BMc-1復合菌劑，該菌劑外表為粉末狀，加入糖蜜后放置在25 ℃環境下培養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10 d得到激活液，經過檢測驗證，每毫升細胞數量在108～109之間。本實驗采用坪山河區域高濃度氨氮廢水，進水水質為CaCl2含量0.027 g/L，CH3COONa含量為5.72 g/L。實驗裝置采用A/O反應器、有效池，其中有效池溶劑為27.3 m3。

2.2 實驗方法

該實驗利用相同參數與規模的兩個A/O反應器進行對比研究。將生活污泥放入反應器中馴化，對其實施穩定硝化-反硝化反應，對pH、DO與C/N等條件有效控制。進水水質需氧量與氨氮濃度值應根據COD需求設置，反硝化每去掉1 g的NO2-N便要用1.71 g的COD，進水氨氮濃度范圍在40～1 000 mg/L，COD濃度范圍在120～2 000 mg/L之間。將其馴化1個月后，兩個反應器中的出水量穩定，這說明短程硝化-反硝化效果理想。實驗組有SDC池中以0.16 L/ d的劑量持續加入菌劑，對照組采用清水。后續選取沉淀池出水對水質指標進行測量，待實驗穩定運行超過30天后，對兩組好氧池、厭氧池中的微生物測序。

2.3 實驗結果

2.3.1 脫氮效果分析

兩組對比可知，實驗組在A/O工藝中加入BMc-1菌劑可使反應器中脫氮效能得以強化，最終出水氨氮去除率為98.8%，總氮去除率為81.97%。后續出水檢測中，實驗組的NO-3-N均值為17.37 mg/L，對照組為30.67 mg/L，這意味著短程硝化-反硝化運行較為穩定[2]。對此，采用TOC檢測法進行替代，使菌劑脫氮的效果得以增強，反應器對污染物的去除率更加理想。實驗組出水均值為19.34 mg/L，對照組為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系如下圖1所示。在序列不斷增加時，ACE指數隨之提升，增長趨勢更加顯著，只有樣品O2測試序列數量大于40 000并趨于平緩，不同趨勢意味著不同區間豐度有所區別。Shannon指數趨于飽和，意味著有效序列深度可覆蓋現有全部微生物菌落，兩個指數結果也可展現出不同系統內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

兩個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，則為藍色。根據圖2可知，同一個反應器中樣品群里之間的差異相對較小，而不同反應器中樣品群落差異則較大，顏色越紅代表群落差異適中，菌劑對原本群落產生的沖擊較小。較結果與反應器加入菌劑后脫氮效果相同，如若波動較小，說明菌群差異越穩定[3]。

圖2 菌群結果相關性示意圖

3 水質提升技術方案

3.1 生態帶截污緩污

生態緩沖帶可采用永久植被對污染物與有害物進行攔截，以條帶式種植模式保護土地。緩沖帶可有效剔除農田流失的沉積物、殺蟲劑，可發揮泥沙沉降、植物吸收、反硝化等作用，對地表徑流產生強大的阻滯作用，靈活調節入河洪峰流量，并減少地表與地下徑流內的顆粒量，有助于農業非點源的擴散與調節。與此同時，還有助于生物多樣性增加，提高附近水域內溶解氧的含量，循序漸進地改善當地生態環境。

3.2 微生物菌液強化去污

在水體生態系統中，微生物是分解的核心所在，同時也是提高水體自凈力的關鍵。可通過擴繁、馴化本土微生物的方式，促進污染物去除，持續向水體內投放大量有益菌種，利用水體自身替代以往的生物反應器，由此擴大微生物生長空間，提高繁殖期間對水中污染物產生的分解力，促進有效生物量與功能的全面提升，使生態系統得以優化重組，提高水體系統自凈能力，實現水質凈化、生態修復的目標[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。當污水流入濕地后，因流動速度放緩，夾帶的懸浮物質受重力影響下沉。污水內COD與SS等指標值得以降低；二是厭氧生物代謝作用。在厭氧狀態下，厭氧生物對污染物通過厭氧發酵達成降解目標；三是好氧生物代謝。在好氧狀態下，大多數污染物在異養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90%。

4 結論

綜上所述，將BMc-1復合菌劑加入短程硝化-反硝化工藝中，有助于強化系統內脫氮效果，使高氨氮廢水得到有效處理。針對區域水污染問題，可通過生態帶截污緩污、微生物菌液強化去污、分布式濕地凈化等方式凈化水質，恢復綠色和諧的水環境。