生物增效剂对污水生化处理效果的试验研究

杨海燕，吕 慧，吕 倩

(中国石油天然气股份独山子石化分公司研究院，新疆 独山子 833699)

净化水联合车间含油污水污染物负荷高，含有大量的长链烷烃类、酯类、酚类等弱极性的有机污染物，以及脂肪酸类、环烷酸类、多环芳烃、杂环化合物衍生盐类等强极性难降解的有机污染物［1］。污水乳化严重，具有较强的生物毒性和较差的可生化性。恶劣的水质条件已影响曝气池微生物活性。污泥活性低导致生化运行效果不理想、降解有毒有害污染物能力下降，不仅影响了污水处理的稳定达标排放，而且使得提标排放工作日益严峻。

针对现存问题，为了达到废水处理的预期效果，充分发挥微生物处理方法的优势，提高去除有机污染物及其他有毒有害物质的能力，可采用添加生物增效剂技术，使污水处理厂能够在高污染物负荷的水质条件下，更好地维持微生物群落的正常功能，增强微生物群落改善出水质量的能力。

通过选取具有代表性的污水水样，模拟现场条件，通过评价实验摸索出每种生物增效剂对现在的污水处理系统是否适用，若适用通过试验评选出每种生物增效剂的最佳投加量;在此基础上将所选用的生物增效剂进行综合效果的试验研究，验证生物增效剂之间是否有协同作用，并提出可行的处理方案。

1 试验方法

净化水厂含油系统纯氧曝气池进水、含油活性污泥按体积比1∶1 配制成400 mL 样品，按生物增效剂的不同投加浓度分别进行试验，将投加生物增效剂的样品放入生物摇床中分别进行24，48，72 和96 h 的模拟试验，分别对生物增效剂作用时间为24，48，72 和96 h 的样品进行微生物群体数量、污水中污染物的去除率及其代谢活力进行检测，同时做空白试验(即不加生物增效剂)，通过比较进行效果评价，并筛选出每种生物增效剂的最佳投加量［2］。

2 结果与讨论

2.1 脱氮菌筛选评价试验结果

2.1.1 微生物镜检

空白样品中活性污泥颜色微黑，絮体较松散，镜检显示菌胶团较松散，原生动物相对较少。投加脱氮菌后的生物体系中，视野中可以看到大量呈树枝状紧密交错盘织的泥黄色菌胶团，可以看到更多游离或被束缚的原生动物，在菌胶团稠密之处，可以看到被束缚在菌胶团中原生动物的蠕动，这表明使用脱氮菌后的活性污泥体系中存在着大量活动的原生动物，活性污泥质量良好，代谢旺盛，处理效率得到提高［3］。

2.1.2 菌落总数测试

脱氮菌效果见图1。

图1 脱氮菌效果评价菌落总数

从图1 来看:随着脱氮菌作用时间的延长，菌落总数在不断递增，当脱氮菌的质量浓度为80 mg/L、作用时间96 h 时，菌落总数增加明显，达到了1.4 ×107个/mL，相比空白已增加了600 多倍，而不加脱氮菌的空白样品，菌落总数的数量基本上变化不大。

2.1.3 氨氮的去除效果评价

脱氮菌去除效果见图2。

图2 脱氮菌效果评价氨氮去除率

从图2 来看:随着脱氮菌作用时间的延长，氨氮去除率也在不断地递增，当脱氮菌的投加量为80 mg/L 时，对氨氮的去除效果明显增强，达到了29.32%，随着脱氮菌投加浓度的递增，氨氮去除效果也在增强，趋势渐缓，表明投加量小幅上升并没有对脱氮菌增效的效果产生明显影响［4］。

2.1.4 确定最佳投加量

通过对脱氮菌效果的综合评价和投用成本方面的考虑，在保证氨氮去除率的前提下，筛选出脱氮菌的最佳投加量为80 mg/L。

2.2 脱酚菌筛选评价试验结果

2.2.1 微生物镜检

空白样品中活性污泥颜色微黑，絮体较松散，镜检显示菌胶团较松散，原生动物相对较少。投加脱酚菌后，污泥颜色微黄，絮体较松散，镜检显示菌胶团相对密实，生物相较齐全(较多量后生+原生动物出现)，在菌胶团稠密之处，可以看到被束缚在菌胶团中原生动物的蠕动，这表明使用脱酚菌后的活性污泥体系中存在着大量活动的原生动物，活性污泥本身质量较好，代谢旺盛，处理效率较高。

2.2.2 菌落总数测试

脱酚菌效果见图3。

图3 脱酚菌效果评价菌落总数

从图3 来看:随着脱酚菌作用时间的延长，菌落总数在不断地递增，当脱酚菌的投加浓度为50 mg/L、作用时间96 h 时，菌落总数增加明显，达到了8.3 ×105个/mL，相比空白增加了33 倍，而不加脱酚菌的空白样品，菌落总数基本上没有什么变化。

2.2.3 酚的去除效果的评价

酚去除效果见图4。

图4 脱酚菌效果评价挥发酚去除率数据

从图4 酚的去除效果看:随着脱酚菌作用时间的延长，酚脱除率也在不断递增，当脱酚菌质量浓度为50 mg/L 时，对酚的去除效果明显增强，达到了32.87%，随着脱酚菌质量浓度的递增，酚去除效果也在增强，趋势渐缓，表明投加量小幅上升并没有对脱酚菌增效的效果产生明显影响。

2.2.4 确定最佳投加量

通过对脱酚菌效果的综合评价和投用成本方面的考虑，在保证酚去除率的前提下，筛选出脱酚菌的最佳质量浓度为50 mg/L。

2.3 增效菌筛选评价试验结果

2.3.1 微生物镜检

空白样品中活性污泥颜色微黑，絮体较松散，镜检显示菌胶团较松散，原生动物相对较少。投加增效菌后，污泥颜色微黄，絮体较松散，镜检显示菌胶团相对密实，生物相较齐全，较多量后生+原生动物出现，这表明使用增效菌后的活性污泥体系中存在着大量活动的原生动物，污泥活性较好，代谢旺盛，处理效率较高。

2.3.2 菌落总数测试

增效菌效果见图5。

图5 增效菌效果评价菌落总数

从图5 来看:随着增效菌作用时间的延长，菌落总数在不断地递增，当增效菌的浓度为60 mg/L、作用时间96 h 时，菌落总数的数量增加明显，达到了4.3 ×106个/mL，相比空白增加了153.37倍，而不加增效菌的空白样品，菌落总数的数量基本上变化不大。

2.3.3 COD 去除效果的评价

COD 去除效果见图6。

图6 增效菌效果评价COD 去除率

从图6 COD 的去除效果看:随着增效菌作用时间的延长，COD 去除率也在不断地递增，当增效菌的质量浓度为60 mg/L 时，对COD 的去除效果明显增强，达到了25.23%，随着增效菌投加浓度的递增，COD 去除效果也在增强，趋势渐缓，表明投加量小幅上升并没有对增效菌增效的效果产生明显影响。

2.3.4 确定最佳投加量

通过对增效菌效果的综合评价和投用成本方面的考虑，在保证COD 去除率的前提下，筛选出增效菌的最佳质量浓度为60 mg/L。

2.4 生物增效剂同时使用综合效果的试验研究

模拟现场运行条件，按各种生物增效剂的最佳质量浓度(各种生物增效剂的最佳投加浓度分别按脱氮菌:80 mg/L;脱酚菌:50 mg/L;增效菌:60 mg/L)和不同作用时间的样品进行试验，通过和空白样比较进行综合效果评价的结果如下。

2.4.1 微生物镜检

空白样品中活性污泥颜色土褐色，絮体松散，镜检显示菌胶团较松散，原生动物相对较少。投加生物增效剂后，污泥颜色土黄，絮体较松散，镜检显示菌胶团相对密实，生物相较齐全(较多量后生+原生动物出现)，在菌胶团稠密之处，可以看到被束缚在菌胶团中原生动物的蠕动，这表明使用生物增效剂后的活性污泥体系中存在着大量活动的原生动物，活性污泥本身质量较好，代谢旺盛，处理效率高。

2.4.2 菌落总数测试

生物增效剂效果见图7。

图7 生物增效剂综合效果菌落总数

从图7 来看:随着生物增效剂作用时间的延长，菌落总数在不断地递增，当作用时间96 h时，菌落总数的数量增加明显，达到了3.4 ×107个/mL，相比空白增加了1 300 多倍，而不加生物增效剂的空白样品，菌落总数的数量基本上变化不大。

2.4.3 污染物去除效果的评价

污染物去除效果见图8～图10。

图8 生物增效剂综合效果氨氮去除率

图9 生物增效剂综合效果挥发酚去除率

图10 生物增效剂综合效果COD 去除率

从图8～10 对去除效果进行综合评价的结果看:随着生物增效剂作用时间的延长，对污水中氨氮、挥发酚、COD 的去除率比只加单剂的去除效果更有增强，相比只加单剂时的增强结果(以96 h的结果为依据)为:氨氮的去除率又增加了7.66%，挥发酚的去除率又增加了6.88%，COD的去除率又增加了7.91%，表明按最佳投加浓度同时使用生物增效剂增效的效果更有增强，各种生物增效剂之间有协同作用。

3 结论及建议

有针对性地使用生物增效剂技术:在炼油污水场受到高负荷冲击的情况下，为了达到废水处理的预期效果，充分发挥微生物处理方法的优势，提高去除有机污染物及其它有毒有害物质的能力，可采用添加生物增效剂技术，即通过添加具有特殊降解功能的菌株以强化“土著”微生物功效的一种技术［5］。通过添加这些高效微生物，使污水处理厂能够在高污染物负荷的水质条件下，更好地维持微生物群落的正常功能，增强微生物群落改善出水质量的能力，同时提高系统抗冲击能力，加强生化系统的稳定性，提高污水处理厂的效率并简化操作，为进一步提高出水质量提供可靠保证。

当含油污水进水水质异常时，应根据现场污水运行的实际情况，定期选择性地投加生物增效剂以提高生化单元出水的合格率。根据室内筛选评价的试验结果，提出以下的处理方案。

3.1 单独投加生物增效剂

根据现场水质情况，有选择性地单独投加生物增效剂，且脱氮菌投加浓度为80 mg/L，脱酚菌为50 mg/L，增效菌为60 mg/L，现场用新水溶解后直接投加，投加点为含油曝气池进口。一次性投加后，要做好污水水质和污泥活性的监检测工作，确保微生物系统的稳定和出水水质的稳定。

3.2 生物增效剂进行同时投加

根据现场水质情况，可将各单剂进行复配后使用，现场用新水溶解后直接投加，各种生物增效剂的最佳投加浓度分别按脱氮菌为80 mg/L;脱酚菌为50 mg/L;增效菌为60 mg/L 进行，投加点在含油曝气池进口，一次性投加后，要做好污水水质和污泥活性的监检测工作，确保微生物系统的稳定和系统的出水水质稳定。

4 现场应用

脱酚菌和增效菌在污水处理系统应用情况:

(1)生物增效剂能显著提高系统的COD 和酚的去除率，生化池的COD 去除率达到77%，酚的去除率达到了65%，去除率达到了较高水平。且系统水质在出现较大波动时，系统仍然能保持稳定出水。

(2)污泥沉降性能大大得到改善，对二沉池和Linpor 氧化池有较大帮助。

(3)有效改善了污水的可生化性。生物相活性明显加强。投加优势菌种后，系统污泥活性得到明显改善，破碎的菌胶团絮体密实起来，各种原生动物、后生动物数量稳定，活跃性较好;

可见，投加生物增效剂对污水系统的稳定运行起到了积极的作用，可以使出水COD、酚含量相对稳定，从而使车间的总排出水水质得到保障。

［1］解庆林，李艳红，朱义军，等.高浓度污水生物处理技术研究［J］.环境工程，2004，22(2):15-17.

［2］何健，李顺鹏，崔中利，等.含盐工业废水生化处理耐盐污泥驯化及其机制［J］.中国环境科学，2002，22(6):546-550.

［3］李军，杨秀山，彭永臻.微生物与水处理工程 北京:化学工业出版社，2010.9.

［4］禹耀萍，周大军.含高盐量、高氨氮量有机废水处理工艺探讨［J］.怀化学院学报。2005.24(2):60-63.

［5］王志霞，王志岩，武周虎.高盐度废水生物处理现状与前景展望［J］.工业水处理，2002，22(11):1-4.