污水處理廠中的生物增效技術探討

張榮軍

(甘肅一安建設科技集團有限公司，甘肅 蘭州 730060)

在生態環境可持續發展背景下，國家對水環境的質量要求逐漸增加。污水生物處理技術作為污水處理廠中十分重要的組成，通過經濟化、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境，同時也可以避免污水污染問題的發生。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，在行業運行及發展中，污水廠在污水處理中應該合理利用生物增效技術，通過技術使用規范及污水處理方案的確定，逐步提升污水治理效果，為環境的可持續發展提供支持。

1 生物增效技術

在對生物增效技術內容進行分析探究的過程中，需要認識生物增效技術的概念。此概念最早出現在上二十世紀七十年代，其核心原理是在針對現有的廢水處理系統，從自然環境中篩選出或直接投入優良的菌種，以此有效提升污水處理系統的效能，有針對性去除某種或某一大類的有害物質。發展到八十年代后，諸多領域開始應用此項污水處理技術，如：大氣污染治理、土壤污染修復及水環境污染治理等領域，在初始階段在污水與廢水處理廠應用過程中，經常會出現一些事故，造成系統中大齡的活性淤泥死亡，這對原有污水處理系統的運行能力與效果造成了極大的影響，為了進一步改進并優化系統能力，需要在短時間內及時提升各項功能，改善排出的水體質量。經過一段時間的應用與發展，生物增效技術已經逐漸發展完善，并廣泛應用到污水處理領域中，在污水處理系統中根據實際情況在污水處理系統中投入相應數量的生物菌群，可以有效提升污水處理系統中生物菌群的整體功能。將生物增效技術應用到污水中，可以有效解決污水處理系統原有的問題，可以有效提升整體運行效率、提高工藝運行的穩定性、提高生物處理系統啟動速度等，在自然篩選或人為自主篩選情況下啊的生物優勢菌群投入到污水處理廠的污水處理系統中，從而將預期集中處理的有害物質清除干凈，以此有效提升污水處理的整體質量與效率，提升水體的質量。當前我國各行業中都積極應用生物增效處理技術，如：市政污水處理、石油化工、制藥、皮革、造紙、印刷等行業，企業在對工業作業過程中污水進行處理的時候，也會優先考慮生物增效技術，與傳統污水處理技術相比，生物增效技術更具優勢。一般情況下，當污水處理廠應用傳統生物技術進行污水處理時，絕大多數都要應用污水生物處理工藝的自培養功能，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，但是達不到性價比更高、處理效率更高的生物增效技術的處理效果。圖1為污水處理前的狀態，圖2為經過生物增效技術對污水處理后30min的效果。

圖1 污水處理前狀態

圖2 經30min生物污水處理技術后的水資源狀態

2 生物增效技術及其特點

所謂生物增效技術，主要是在污水處理系統中通過該技術的運用啟動生物處理技術，穩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，可以實現污水處理的目的。在污水增效技術使用中，通過針對性篩選方案的設置，可以將水體中的污染物質進行處理，最終達到高效降解的目的。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。

在污水處理廠中應用生物增效技術，不應具有盲目性以及隨意性，需要保證應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中投放一些降解能力較強的微生物菌中，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以及馴化時間，從而使生物處理系統中的活性污泥種群結構完善，系統中將會有更加豐富、多樣的微生物，這可有效提升污水處理系統運行效率，及時控制住系統中各類微生物反應的時間，使得污水處理系統更加安全、穩定的運行，并且可以保證獲得良好處理效果。除此之外，生物增效技術具備辨別優勢，使用該技術時，可根據預期處理目的開展針對性操作，特殊要求下，可結合污染物差異性提供相應菌種，例如分解能力較強的菌種，以此將污水處理廠的處理效果提升。相較于傳統的生物處理技術，在很多方面，生物增效處理技術都具備顯著的應用優勢。主要表現為以下幾點：1）企業選用生物增效技術時，不會投入過多的成本，在投資一次后無需進行長期投資，這能夠在很大程度上提升污水處理廠處理污水的能力；2）生物增效處理技術基于活性污泥來處理污水中存在的污染物，具備較強的處理能力，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，可確保系統運行功能的準確性和有效性，對系統進行科學、有效的管理，運行過程也更加可靠和穩定。

2 污水處理廠運行問題

2.1 管網不配套

結合污水廠的污水處理情況，在實際運行中存在著管網不配套的問題：第一，雨污河流問題。部分污水廠的管網配置中，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量；第二，在污水處理廠的污水處理中，污水處理設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荷，無法實現污水處理的目的。

2.2 設備運行問題

根據污水廠污染處理的狀況，在污水防治處理中部分設備存在著設備閑置、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，限制環境的可持續發展。

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，部分基礎設施在建成之后受到管理制度不完善的影響，出現了污水排放不規范的問題，無法滿足行業的經濟化發展需求。因此，在污水處理廠的污水處理中，管理部門要確定水質排放標準，并結合污水處理廠的運行特點，合理使用生物增效技術，對氨氮的處理情況進行分析，規范污水處理方案，保障污水處理的有效性，幫助污水廠在節約污水處理成本的同時節約時間。

2.4 進出水氨氮季節性波動

對污水處理廠某一時間段內的進出水氨氮指標進行統計分析后可知，其年初到4月前，氨氮的平均值呈現出升高趨勢，出水氨氮指標隨之升高，指標由年初不足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域企業在生產排污方面不夠規律，形成的間歇排放形式，會使不明有毒污染物對生物產生危害，抑制其活性，導致活性污泥處理系統受到沖擊，污泥中毒以及解體，同時會使二沉池出現大規模浮泥，使得出水SS升高。此外，來水中的一些物質，成分無法確定，將受到其影響，硝化菌正常反應過程被抑制，這會降低硝化速率，從而明顯升高出水氨氮，對系統運行穩定性產生影響；2）溫度會對細菌生長速率，并且會對細菌活性造成影響，在溫度升高的情況下，也將提升硝化的反映速率，當溫度抵御4℃時，亞硝酸鹽氧化細菌停止活動。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

當城市人口不斷增加以及人們生活質量、水平快速提升的背景下，生活用水量隨之增加，污水廠應將污水處理量不斷提升，如果服務區排水量增加，那么污水處理廠應擴大處理規模，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使用效果分析

當前，我國各地針對污水防治出臺了一些規范，例如《污水綜合排放標準》等，主要是為了規范整理污水排放工作，同時明確要求污水處理廠出水水質標準，需要滿足V類標準，為滿足該標準需要改善不符合要求的污水處理廠，并應用生物增效技術等。

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。污水處理廠的進水水質、水量相對穩定，但是，在實際的污水廠污水處理中，存在著進水水質的單一的問題。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，污水處理難以達到V類標準，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，應該選擇生物增效技術進行處理，提高污水中氨氮的去除效率，實現污水廠的穩步發展。

3.2 試驗材料

試驗中采用低溫硝化細菌，菌種中含有亞硝酸菌屬及硝酸菌屬。

3.3 水廠水質

在2020年6月—2021年12月期間，污水廠的污水處理中，由于時間經過夏季高溫和冬季低溫不同環境，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℃，對生物處理系統中的硝化菌活性產生了影響，其中生物系統硝化菌的活性相對較大，NH3-N覆蓋率達到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工作效率差，無法將水體中的污染物質去除出去，在污水處理廠的整改中，消化反應速率會受到溫度的影響，最終導致出水的氨氮無法滿足基本需求。

3.4 生物增效技術

針對污水廠污水處理情況，將生物增效技術運用在硝化菌的投加中，當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，生化系統按照正常的方式運行，為了保證試驗條件的標準性，對兩組生物池曝氣量進行分析，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為系統啟動期，系統運行維持期為40d，極端低溫期有10d，在新建生物池的曝氣好氧池進口處放置適量硝化菌，系統啟動時間為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，為了對系統啟動時間進行科學控制，可當水溫超過15℃時投加硝化菌，最開始的5d，曝氣池每天投入10kg/1000m，后面5d數值變為5kg/1000m。系統運行的40d內，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，需要按照試驗標準投放藥物參數、控制生物池水的溫度，之后根據試驗情況調整藥物投加量，持續對比試驗數據的變化。當進水氨氮濃度為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；當進水氨氮濃度為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；當進水氨氮濃度為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；當進水氨氮濃度為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；當進水氨氮濃度為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；試驗中發現，生物增效技術中，增加低溫硝化菌后生化池的處理效果較好，而且設備可以時刻保持穩定的運行，所排出的氨氮可能夠達到規定的排放標準。

4 結語

總之，在污水處理廠的污水處理中，通過水質排放標準的確定，可以結合污水處理廠的運行特點，對氨氮的處理情況進行分析，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節約時間及資金的目的。而且，在生物增效技術使用的情況下，可以控制污泥質量濃度、提高氨氮去除的穩定性，所排出的水質也能夠達到排放標準。因此，在污水處理廠的項目改造中，通過生物增效技術的運用，可以提高污水處理的效率，充分滿足行業的持續化發展需求。