污水处理厂中生物增效技术的应用探究

刘洪刚

（临沂市生态环境综合执法支队，山东 临沂 276000）

1 生物增效技术的主要内容

在分析生物增效技术所涵盖的主要内容时，我们应首先弄清楚生物增效技术的概念到底是什么。具体来说，在上个世纪七十年代时行业中开始正式出现了生物增效技术，其主要的工作原理就是在已经存在着的废水处理系统中从自然界中筛选出的或是直接投入现成的优势菌种，从而有针对性地提高原有污水处理系统的整体处理能力，大大提升原有处理系统的某个方面性能，并有目的性地去除某一种或是某一大类有害物质。到了八十年代，这一污水处理技术在很多行业中都开始得到应用，如大气污染治理、土壤污染修复以及水环境污染治理等工作，最开始主要是由于污水和废水处理厂经常出现一些事故，进而导致系统中有大量的活性污泥出现死亡情况，对原有处理系统的处理能力产生了极大影响，而为了更好地改善系统的能力，就必须在短时间内迅速提升其各项功能，改善排出的水体质量。随着时间的推移，生物增效技术从最初的发展并不完善到现在已经能够广泛应用在各种规模的污水处理厂中，将具有特殊功能的生物菌群定量地投入到污水处理系统中，从而大幅度地提升了系统中生物菌群的整体功能，其在整个环保事业中发挥出重要作用。

在污水处理厂科学地应用了生物增效技术后，原有系统中存在的种种问题都能够得到很好解决，如处理效率整体偏低、工艺运行的稳定性较差、生物处理系统启动慢、抗冲击能力不佳以及硝化反硝化启动能力不佳等，这些问题在应用了生物增效技术后得到了不同程度的改善，将经过自然筛选或是人为主动筛选的生物优势菌群投入到污水处理厂的污水中，将工作人员想要除去的集中有害物质彻底清除干净，从而大大提升了出水水体的整体质量。

现阶段，生物增效技术已经广泛应用到我国的各行各业中，如市政污水处理、石油化工、制药、食品、皮革、造纸、印刷等行业，企业在处理工业废水时也会首选这一处理技术，这主要是由于与传统的污水处理技术相比，生物增效技术具有更大的优势。通常情况下，当污水处理厂等企业采用了传统的生物处理技术时，其几乎都要采取污水生物处理工艺的自身培养功能，不断扩展污水中活性污泥等微生物的自身性能来将污水中的各类污染物有效去除，虽然有时也能够取得一定的污水处理效果，但整体上看还是存在一定问题。如系统成功启动需要很长时间、很难取得良好的污水处理效果以及抗冲击能力很差等问题，此外当污水中存在着明显的有毒物质、污染物结构过于复杂难以处理、处理的空间环境条件不佳或是硝化反硝化的要求太高等问题，传统生物处理技术方法就会暴露出更多的问题和缺陷，此时就必须应用更加高效并且更具性价比的污水生物处理技术。

2 生物增效技术的特点分析

生物增效技术的有效运用并不是随意、盲目的，其一定是具有很强针对性的，通过自然或是人为主动地进行筛选，将有较强降解能力的微生物菌种投放到原有的污水处理系统中，从而有效去除水体中存在着的大量污染物，这样微生物的驯化和培养时间就被大大降低了，进一步优化和完善了生物处理系统中活性污泥的种群结构，同时也丰富了系统中有效微生物的种类和数量，大大地提升了原有污水处理系统的工作效率，系统中微生物的反应时间得到了有效控制，整个污水处理系统运行过程更具安全性和稳定性了，处理的效果也得到了充分保证。另外，生物增效技术还具有显著的辨别优势，即这一技术在应用的过程中能够结合实际的预期处理目的进行有针对性的操作，在特殊的条件下可以针对污染物的差异性来提供相应的具有较强分解能力的菌种或是针对特殊污染物提供相应的菌种，这也较好地提高了污水处理厂的实际处理效果。

与传统的生物处理技术相比，生物增效技术在多个方面都有着显著优势：首先，生物增效技术并不会使企业投入过多的成本，只需要投资一次之后就不需要再进行长期投资了，污水处理厂的处理能力将得到大幅度提升；生物增效技术处理污水中污染物主要依靠的就是活性污泥，其处理能力极强并且对大部分种类的污染物都有较好的分解能力；应用生物增效技术后还能够很好地保证整个系统的运行功能，对系统能够进行科学有效的管理，运行过程中也更加的稳定和可靠。

3 以某污水处理厂为例分析生物增效技术的应用情况

目前，我国各地区针对污水防治工作已经相继出台了多项规范和标准，如各个区域都逐步颁布或是相继完善了《污水综合排放标准》和《区域水污染防治2018年行动总体规划》等文件，其根本目的就是要进一步规范并整理污水排放情况，并对污水处理厂的出水情况提出更加明确的要求：2020年年末时，城镇地区各种规模的污水处理厂的出水水质的化学需氧量、总磷和氨氮这三项内容的排放标准都必须满足地表水环境的V类标准，而以往城镇地区大部分污水处理厂的排出水水质的标准还只是一级A标准，其无法与新的地表水环境V类标准相适应的，所以为了确保能够满足新标准，对于那些不符合排放要求标准的污水处理厂就必须进行改进和完善，并大力地应用生物增效技术等新兴的高效技术。

3.1 污水处理厂的运行情况

在探讨污水处理厂应用生物增效技术的实际效果时，我们选取了某一个之前采用了AAO生物处理工艺的污水处理厂，对其出水情况进行研究时发现进水的水量和水质都是较为稳定的，并且实际工作中污水处理厂选用的也是单一的进水水质，进水的均匀程度较高，处理水量平均能够达到15-17万m3/d，当夏天来临温度较高时也能够取得理想的氨氮处理效果，基本都能将出水氨氮的含量控制在1mg/L以内，当到了冬天季节温度较低时，出水的氨氮值就无法被有效控制了，此时就根本无法达到地表水环境的V类标准了。而在新标准的要求下，仅仅达到A标准显然是不够的，因此，为了将A标准提升至V标准就必须对原有的污水处理系统进行完善和改进，如果改造时需要添加构筑物不但会耗费大量时间，同时成本也是很高的，对污水处理厂的处理量会产生明确限制，在改造占地面积以及改造所花费时间、成本等因素的影响下，并且在充分结合了污水处理厂整体规划要求的基础上，为了尽可能地节约成本并向很多专业机构和人员进行了咨询了解后，污水处理厂最终确定的是应用生物增效技术来有效去除出水中的氨氮含量，将低温硝化菌投放到污水处理系统中，即使是到了冬季的低温环境下低温硝化菌也具有较高的处理能力，其能够将出水水体中的氨氮含量控制在合理范围内，并且在夏天温度较高时系统出现氨氮含量突然超标的问题时，低温硝化菌也可以作为应急处理的办法。

3.2 试验材料和菌种分析

对这一污水处理厂的处理系统进行改造升级时，企业选择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温硝化细菌菌种，呈现出液体的形式，并且在其中含有较高浓度的硝酸菌属和亚硝酸菌属。

3.3 污水处理厂的水质研究

这里主要分析和研究的是这一污水处理厂在2018年6月到2019年12月的出水水质情况，时间跨度既经历了夏天等高温季节，又经历了冬天等低温环境，出水水体中氨氮含量的均值大概为1.5mg/L，特别是在冬天的时间段，即在2018年11月到2019年3月这一时间范围，系统中的水体平均温度大概为16℃，最低温度甚至低于10℃，大大影响了生物处理系统中的硝化菌活性，出水氨氮的涵盖率为4.35mg/L＞2mg/L，冬季低温环境下氨氮的含量明显偏高，而在其他时间段内氨氮含量的最高值才为2mg/L，可见，这一污水处理厂面对的主要问题就是低温环境下污水处理系统的工作效率不佳，无法有效去除水体中的一些污染物质，硝化菌的反应速度也受到了严重影响，出水水体中的氨氮含量是无法满足V类标准的。

3.4 生物增效技术硝化菌的投加方案

在系统中投放的高浓度液体含有硝酸菌属和亚硝酸菌属，即使是在冬天低温环境下温度低于8℃，投放的液体也具有良好活性，仍能够产生较强的硝化作用，每个小时去除氨氮的含量能够达到至少500mg。在2012年时，这一污水处理厂曾进行过一次升级改造，当时就建立另一座生物池，而此次应用生物增效技术就是在新建的生物池中进行试验，从而更好地进行对比和分析试验数据，原有的生物处理系统则继续按照以往的运行方式进行工作，在试验中及时地调整了两个生物池中的pH值和污泥浓度等相关参数，pH值均在7.5-8.5之间，控制溶解氧含量在3-5mg/L的范围内，MLSS的值在5000-7000mg/L的范围内，一个试验周期均是24小时，保证了试验条件的一致性。在具体的试验过程中，要定期对生物池中的出水氨氮含量和溶氧浓度进行监测。

此次试验确定的总体时间为60天，其中有10天是系统的启动期，40天是系统的运行期，还有10天选择的是极端的低温期，在新建生物池的曝气好氧池的进口位置处投放了适量的硝化菌，以10天作为系统启动时间的参考值，启动时水体温度对水温以及硝化菌的用量是有着直接影响的。因此，为了更加科学地控制系统的启动时间，在水温大于15℃的时候进行了硝化菌的投加操作，在最开始的5天在曝气池中每天投放10kg/1000m3，之后5天数值改为5kg/1000m3。而在系统运行的40天内，当水体温度低于12℃时投放量为1.5kg/1000m3，具体投加硝化菌的含量为：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 应用生物增效技术后的运行效果

在经过了60天这个周期的投放和培养生物增效菌的过程后，相关工作人员对于污水处理系统中的生物池水温、试验投药参数、生物段出水氨氮含量和总含氮含量等数值进行了严格的监控并及时进行了调整，获得两个生物池的试验数据，并分析了每一个生物池的污泥浓度，从试验中能够看到在新建的生物池中应用了生物增效技术并投加了低温硝化菌后明显取得了更加优异的污染物去除效果，并且系统运行更为安全稳定，出水的氨氮含量是能够满足地表V类排放标准的。

4 结束语

通过以上的论述，我们对生物增效技术的主要内容、生物增效技术的特点分析和以某污水处理厂为例分析生物增效技术的应用情况三个方面进行了详细地分析和探讨。针对现阶段各地区污水处理厂的普遍运行情况，对其出水的水体质量是有着更高要求的，而在冬天低温环境下氨氮处理效果不理想时，在处理工作中科学地应用了生物增效技术后，其在生物池中通过投放更具针对性的高效菌种，大大提升了污泥的活性，同时生物系统的抗冲击能力也更强了，能够有效去除水体中超过98%的氨氮含量，出水水质与排放的国家标准相适应，并且投入的时间和成本也更低。