污水处理厂中的生物增效技术探讨

张荣军

(甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730060)

在生态环境可持续发展背景下，国家对水环境的质量要求逐渐增加。污水生物处理技术作为污水处理厂中十分重要的组成，通过经济化、合理化水污染控制手段的运用，可以更好的改善污水处理厂的水体环境，同时也可以避免污水污染问题的发生。但是，由于污水厂特殊性，在实际的污水处理中存在着管网不配套及污泥处置方法滞后等问题，若不能及时处理上述问题会影响污水厂的处理效果。所以，在行业运行及发展中，污水厂在污水处理中应该合理利用生物增效技术，通过技术使用规范及污水处理方案的确定，逐步提升污水治理效果，为环境的可持续发展提供支持。

1 生物增效技术

在对生物增效技术内容进行分析探究的过程中，需要认识生物增效技术的概念。此概念最早出现在上二十世纪七十年代，其核心原理是在针对现有的废水处理系统，从自然环境中筛选出或直接投入优良的菌种，以此有效提升污水处理系统的效能，有针对性去除某种或某一大类的有害物质。发展到八十年代后，诸多领域开始应用此项污水处理技术，如：大气污染治理、土壤污染修复及水环境污染治理等领域，在初始阶段在污水与废水处理厂应用过程中，经常会出现一些事故，造成系统中大龄的活性淤泥死亡，这对原有污水处理系统的运行能力与效果造成了极大的影响，为了进一步改进并优化系统能力，需要在短时间内及时提升各项功能，改善排出的水体质量。经过一段时间的应用与发展，生物增效技术已经逐渐发展完善，并广泛应用到污水处理领域中，在污水处理系统中根据实际情况在污水处理系统中投入相应数量的生物菌群，可以有效提升污水处理系统中生物菌群的整体功能。将生物增效技术应用到污水中，可以有效解决污水处理系统原有的问题，可以有效提升整体运行效率、提高工艺运行的稳定性、提高生物处理系统启动速度等，在自然筛选或人为自主筛选情况下啊的生物优势菌群投入到污水处理厂的污水处理系统中，从而将预期集中处理的有害物质清除干净，以此有效提升污水处理的整体质量与效率，提升水体的质量。当前我国各行业中都积极应用生物增效处理技术，如：市政污水处理、石油化工、制药、皮革、造纸、印刷等行业，企业在对工业作业过程中污水进行处理的时候，也会优先考虑生物增效技术，与传统污水处理技术相比，生物增效技术更具优势。一般情况下，当污水处理厂应用传统生物技术进行污水处理时，绝大多数都要应用污水生物处理工艺的自培养功能，通过提升污水中活性污泥等微生物自身的性能将污水中的各种污染物去除掉，虽然也会取得一定的效果，但是达不到性价比更高、处理效率更高的生物增效技术的处理效果。图1为污水处理前的状态，图2为经过生物增效技术对污水处理后30min的效果。

图1 污水处理前状态

图2 经30min生物污水处理技术后的水资源状态

2 生物增效技术及其特点

所谓生物增效技术，主要是在污水处理系统中通过该技术的运用启动生物处理技术，稳步提升污水处理效果，而且在抗击冲、硝化反硝化启动等方法使用中，可以实现污水处理的目的。在污水增效技术使用中，通过针对性筛选方案的设置，可以将水体中的污染物质进行处理，最终达到高效降解的目的。而且，在与污水处理厂融合中，可以增加污水中微生物数量、种类的处理效果，保证污水处理厂的正常运行。

在污水处理厂中应用生物增效技术，不应具有盲目性以及随意性，需要保证应用的有效性以及针对性，人为主动选择或是通过自然来筛选，在污水处理厂的处理系统中投放一些降解能力较强的微生物菌中，以此将水体中存在的污染物有效去除，这会缩短微生物的培养以及驯化时间，从而使生物处理系统中的活性污泥种群结构完善，系统中将会有更加丰富、多样的微生物，这可有效提升污水处理系统运行效率，及时控制住系统中各类微生物反应的时间，使得污水处理系统更加安全、稳定的运行，并且可以保证获得良好处理效果。除此之外，生物增效技术具备辨别优势，使用该技术时，可根据预期处理目的开展针对性操作，特殊要求下，可结合污染物差异性提供相应菌种，例如分解能力较强的菌种，以此将污水处理厂的处理效果提升。相较于传统的生物处理技术，在很多方面，生物增效处理技术都具备显著的应用优势。主要表现为以下几点：1）企业选用生物增效技术时，不会投入过多的成本，在投资一次后无需进行长期投资，这能够在很大程度上提升污水处理厂处理污水的能力；2）生物增效处理技术基于活性污泥来处理污水中存在的污染物，具备较强的处理能力，并且能够有效的分解各种类型的污染物；3）合理运用生物增效技术，可确保系统运行功能的准确性和有效性，对系统进行科学、有效的管理，运行过程也更加可靠和稳定。

2 污水处理厂运行问题

2.1 管网不配套

结合污水厂的污水处理情况，在实际运行中存在着管网不配套的问题：第一，雨污河流问题。部分污水厂的管网配置中，污水存在着无法直接外排的问题，这种情况下，会影响污水的处理质量；第二，在污水处理厂的污水处理中，污水处理设备存在着污水收集量不足的问题，增加污水处理厂的运行负荷，无法实现污水处理的目的。

2.2 设备运行问题

根据污水厂污染处理的状况，在污水防治处理中部分设备存在着设备闲置、不能正常使用等问题，如，污水处理难度大、污水冲击大等问题，这些现象不仅会影响污水厂的管理效果，也会增加污水厂的运行难度，限制环境的可持续发展。

2.3 再生水利用率低

在污水厂的污水处理中，再生水利用率低的问题如下：第一，部分污水处理厂的污水处理中，受到规模下、利用范围窄的影响，实际污水处理中缺少再生水的使用规划，最终增加污水厂的管理难度；第二，在污水再生利用中，部分基础设施在建成之后受到管理制度不完善的影响，出现了污水排放不规范的问题，无法满足行业的经济化发展需求。因此，在污水处理厂的污水处理中，管理部门要确定水质排放标准，并结合污水处理厂的运行特点，合理使用生物增效技术，对氨氮的处理情况进行分析，规范污水处理方案，保障污水处理的有效性，帮助污水厂在节约污水处理成本的同时节约时间。

2.4 进出水氨氮季节性波动

对污水处理厂某一时间段内的进出水氨氮指标进行统计分析后可知，其年初到4月前，氨氮的平均值呈现出升高趋势，出水氨氮指标随之升高，指标由年初不足2mg/L，到4月份提升至5mg/L。其原因主要有以下几点：1）污水处理厂的管辖区域企业在生产排污方面不够规律，形成的间歇排放形式，会使不明有毒污染物对生物产生危害，抑制其活性，导致活性污泥处理系统受到冲击，污泥中毒以及解体，同时会使二沉池出现大规模浮泥，使得出水SS升高。此外，来水中的一些物质，成分无法确定，将受到其影响，硝化菌正常反应过程被抑制，这会降低硝化速率，从而明显升高出水氨氮，对系统运行稳定性产生影响；2）温度会对细菌生长速率，并且会对细菌活性造成影响，在温度升高的情况下，也将提升硝化的反映速率，当温度抵御4℃时，亚硝酸盐氧化细菌停止活动。反硝化菌在反硝化活动中需要将温度控制在15～35℃，如果温度抵御10℃，那么会降低反硝化速率，如果温度比3℃低，将会停止反硝化活动。因此，在冬季寒冷的气温下，水温小江，会使系统中活性污泥生物脱氮菌群6大幅降低反映速率，从而会增加出水氨氮相比。

2.5 逐步提升污水排放量

当城市人口不断增加以及人们生活质量、水平快速提升的背景下，生活用水量随之增加，污水厂应将污水处理量不断提升，如果服务区排水量增加，那么污水处理厂应扩大处理规模，以此来满足处理污水的新需求。

3 污水处理厂生物增效技术使用效果分析

当前，我国各地针对污水防治出台了一些规范，例如《污水综合排放标准》等，主要是为了规范整理污水排放工作，同时明确要求污水处理厂出水水质标准，需要满足V类标准，为满足该标准需要改善不符合要求的污水处理厂，并应用生物增效技术等。

3.1 项目概况

研究中，以某污水处理厂的生物处理工艺为例，在污水深度处理中，采用了混凝-沉淀-过滤的工艺。污水处理厂的进水水质、水量相对稳定，但是，在实际的污水厂污水处理中，存在着进水水质的单一的问题。如，夏季的平均处理水量在15～16万m/d，氨氮的处理效果较好，但是，冬季的氨氮值波动较大，污水处理难以达到V类标准，这种情况下，会增加污水处理的难度。因此，污水处理厂为了解决上述问题，应该选择生物增效技术进行处理，提高污水中氨氮的去除效率，实现污水厂的稳步发展。

3.2 试验材料

试验中采用低温硝化细菌，菌种中含有亚硝酸菌属及硝酸菌属。

3.3 水厂水质

在2020年6月—2021年12月期间，污水厂的污水处理中，由于时间经过夏季高温和冬季低温不同环境，因此出水中的氨氮含量品骏在1.5mg/L左右，尤其是冬季温度较低，水温在16℃，最低在10℃，对生物处理系统中的硝化菌活性产生了影响，其中生物系统硝化菌的活性相对较大，NH3-N覆盖率达到4.35mg/L>2mg/L，由此可见，该处理厂面对的问题在于低温下污水处理系统工作效率差，无法将水体中的污染物质去除出去，在污水处理厂的整改中，消化反应速率会受到温度的影响，最终导致出水的氨氮无法满足基本需求。

3.4 生物增效技术

针对污水厂污水处理情况，将生物增效技术运用在硝化菌的投加中，当污水厂中的冬季水温在8℃的情况下，液体在投放后依旧具备较好的活性，可以避免硝化系统失去作用，而且，污水中的除氨率可以超过500mg/（kg·h）。在污水厂升级处理之后，新建生物池，生化系统按照正常的方式运行，为了保证试验条件的标准性，对两组生物池曝气量进行分析，过程中需要将PH值控制在7.5～8.5之间，溶解氧控制在3～5mg/L之间。

本次试验的时间为60d，有10d为系统启动期，系统运行维持期为40d，极端低温期有10d，在新建生物池的曝气好氧池进口处放置适量硝化菌，系统启动时间为10d，水体温度在启动时会直接影响水温与硝化菌用量。针对这一情况，为了对系统启动时间进行科学控制，可当水温超过15℃时投加硝化菌，最开始的5d，曝气池每天投入10kg/1000m，后面5d数值变为5kg/1000m。系统运行的40d内，水体温度不超过12℃时，其投放量是1.5kg/1000m，投加硝化菌的具体含量是：前5d需每天加325kg，后五天为125kg，后40d每天加12.5kg；剩余10d每天加75kg。在实际试验过程中，需要定期监测生物池的出水氨氮含量以及溶氧浓度。试验中，硝化菌投加量及试验结果如表1所示。

表1 硝化菌投加量

3.5 效果分析

通过对污水处厂改造情况的分析，利用生物增效技术，需要按照试验标准投放药物参数、控制生物池水的温度，之后根据试验情况调整药物投加量，持续对比试验数据的变化。当进水氨氮浓度为45mg·L时，试验生物池的氨氮去除浓度效果为0.74mg·L，原生物池氨氮去除浓度效果为3.82mg·L；当进水氨氮浓度为29.9mg·L时，试验生物池的氨氮去除浓度效果为0.49mg·L，原生物池氨氮去除浓度效果为2.82mg·L；当进水氨氮浓度为44.8mg·L时，试验生物池的氨氮去除浓度效果为039mg·L，原生物池氨氮去除浓度效果为1.98mg·L；当进水氨氮浓度为39.5mg·L时，试验生物池的氨氮去除浓度效果为1.02mg·L，原生物池氨氮去除浓度效果为1.78mg·L；当进水氨氮浓度为38.9mg·L时，试验生物池的氨氮去除浓度效果为0.76mg·L，原生物池氨氮去除浓度效果为3.15mg·L；试验中发现，生物增效技术中，增加低温硝化菌后生化池的处理效果较好，而且设备可以时刻保持稳定的运行，所排出的氨氮可能够达到规定的排放标准。

4 结语

总之，在污水处理厂的污水处理中，通过水质排放标准的确定，可以结合污水处理厂的运行特点，对氨氮的处理情况进行分析，充分保障污水处理的有效性，并在提升污水处理效果的同时实现节约时间及资金的目的。而且，在生物增效技术使用的情况下，可以控制污泥质量浓度、提高氨氮去除的稳定性，所排出的水质也能够达到排放标准。因此，在污水处理厂的项目改造中，通过生物增效技术的运用，可以提高污水处理的效率，充分满足行业的持续化发展需求。