吳云濤

一、摘要

　　介紹生物制劑在污水處理場的工業(yè)化試驗，以及試驗的結果和對生化系統(tǒng)造成的影響。
1、前言
　　隨著煉油廠加工原油種類與加工深度的變化，含油廢水水質(zhì)日趨惡化。目前含油廢水的處理仍然采用“老三套”工藝，隔油、浮選、生化，而生化系統(tǒng)中，多為活性污泥法（簡稱泥法）。近十年來，為了提高進水有機物濃度的承受能力、提高污水處理的效能，強化和擴大活性污泥法的凈化功能，人們又研究開發(fā)了兩段活性污泥法、粉末炭－活性污泥法、加壓曝氣法等處理工藝；開展了脫氮、除磷等方面的研究與實踐；同時，又采用化學法與活性污泥法相結合的處理方法。目前，活性污泥法正在朝著快速、高效、低耗等多功能方面的發(fā)展。但活性污泥法耐沖擊能力的能力提高不大。如何在原有設施的基礎上，增加活性污泥法的耐沖擊能力，提高活性污泥的性能，強化生物氧化過程，一直未能有效的地解決。本試驗以上海煉油廠SBR裝置為對象，投加生物藥劑，考察生物藥劑在煉油廠SBR高濃度污水處理系統(tǒng)中的作用。
2、使用背景
　　上海煉油廠SBR裝置主要處理經(jīng)堿渣濕式氧化后，分離粗酚調(diào)節(jié)PH值后的高濃度廢水，該廢水的污染物濃度非常高，COD在200000mg/l，揮發(fā)酚約10000mg/l。設計進水負荷2.0-2.5kgCOD/m³d，反應池污泥濃度為6-8g/l。由于該裝置為間隙式生產(chǎn)，反應池污泥濃度無法達到設計指標，同時因各種原因來水的揮發(fā)酚的含量又遠遠大于設計指標，再加上動力風的供應不足，酸堿中和不足等原因，造成SBR裝置的出水波動較大，對下游裝置2＃污水處理場造成沖擊。經(jīng)過考察，本試驗選用普羅生物技術上海有限公司的生物藥劑——生物促進劑和毒性緩沖劑。
3、普羅藥劑原理
3.1生物促進劑的組成與作用機理
　　生物促進劑----BIO ENERGIZER（以下簡稱BE）是一種集有機酸、緩沖劑、酶、天然生物系統(tǒng)、營養(yǎng)物質(zhì)和能量系統(tǒng)于一體的尖端科學配方，它通過利用有益的復合有機化合物，促使污染環(huán)境中的微生物迅速生長繁殖，增強廢水的氧化作用，產(chǎn)生一種“濕燃”作用，進而對其中的有機污染物進行徹底的降解。BE產(chǎn)品的作用還體現(xiàn)在增大微生物物種的多樣性上，通過延長食物鏈的長度和提高食物鏈的循環(huán)效率，使多種微生物在微環(huán)境中協(xié)同發(fā)揮作用，污染物被更徹底地降解，并在一定程度上使系統(tǒng)耐負荷沖擊能力大大提高。
3.2毒性緩沖劑的組成與作用機理
　　毒性緩沖劑----MICATROL（以下簡稱MI）是一種包括自然表面活性劑、生物聚合體、有機酸、酶系統(tǒng)及礦物質(zhì)的生物組合劑。MI通過所含的緩沖物質(zhì)減輕環(huán)境中的毒性，并在酶的輔助作用下，將復合有機分子、碳鏈轉化為更有利于被微生物吸收的分子，使微生物對自然生成的有機物進行利用（這些有機物在有毒環(huán)境中是難以被微生物吸收的〕，從而提高微生物降解石油化合物的能力。
　　通過生物促進劑和毒性緩沖劑的組合使用，能促使微生物在較惡劣的環(huán)境中快速并大量生長，使系統(tǒng)中微生物的新陳代謝功能達到最高，并形成良好的菌膠團，使微生物降解有機污染物的效率提高，從而改善污水處理效果。

二、工業(yè)化試驗的方案設計

1、試驗設備

2、試驗流程

3、試驗方案
　　此次試驗分二個階段，試驗第一階段，處理水量不變

　　試驗第二階段，提高處理水量

4、藥劑投加方案
　　在SBR池進水曝氣開始時，根據(jù)SBR池補充的水量（約200噸/天），進行計算，稀釋20倍后投加，具體劑量如下：

5、試驗目的
　　1、在沒有嚴重毒物沖擊的情況下，SBR處理系統(tǒng)容積負荷可提高20％－30％。
　　2、在SBR生化處理系統(tǒng)容積負荷不提高的情況下，COD及酚等指標的去除值比對照提高10％以上（對照同期類似進水水質(zhì)）。
6、考察方法
　　1、從測試數(shù)據(jù)中，對比試驗前后COD去除率曲線，及進水負荷，比較其變化規(guī)律；
　　2、根據(jù)生物相的變化情況，來驗證普羅產(chǎn)品的促生作用；
　　3、通過測試污泥濃度，污泥指數(shù)，灰份，沉降數(shù)，以衡量在使用普羅產(chǎn)品后，污泥性狀的改善效果。
　　工業(yè)化試驗結果
　　工業(yè)化試驗工作分別按二個階段實行，第一階段，在處理水量不變時，投加普羅生物藥劑，考察BE和MT對SBR系統(tǒng)處理效率提高方面的作用，第二階段，在提高處理水量時，考察BE和MT對提高該SBR處理系統(tǒng)容積負荷上的作用。試驗數(shù)據(jù)如下：

表1、SBR進水數(shù)據(jù)

表2、未使用普羅產(chǎn)品前的SBR出水數(shù)據(jù)

表3、第一階段的SBR出水數(shù)據(jù)

表4、第二階段的SBR出水數(shù)據(jù)分析

第一階段的使用情況
1、出水水質(zhì)
　　從12月17日，按照第一階段的投加方案，投加毒性緩沖劑和生物促進劑各7ppm。從第一階段出水酚含量比較圖和出水COD比較圖可以看出，添加普羅生物藥劑后，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，酚含量小于10mg/l（平均4.97mg/l），從原來的出口17.71mg/l，降低72％；COD值在1300 mg/l以下（平均902 mg/l），從原來的出口2059 mg/l，降低56％。通過COD值和酚的去除考察，第一階段的試驗，遠遠超過預期目標。
2、污泥性能
　　從表1和表2可以看出，未投加普羅藥劑前，污泥濃度為3.94g/l左右，投加普羅藥劑4天后，污泥濃度增長為4.51g/l，投加7天后，污泥濃度增長為5.05g/l，平均污泥濃度4.70mg/l。12.18－12.26日，污泥濃度在大幅增加的同時，灰份卻在逐漸變小，說明污泥中有機物的含量也在大幅增加。從生物相觀察來看，在普羅產(chǎn)品使用前，通過顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝氣池中污泥結構較松散，污泥絮體較小，缺乏性狀良好的菌膠團；使用一星期后，再次鏡檢，污泥結構較上次已有明顯改觀，污泥結構較緊密，絮體增大，有一定數(shù)量的菌膠團，并已出現(xiàn)原生動物。
第二階段的使用情況
　　在第一階段出水水質(zhì)穩(wěn)定，污泥性能改善的基礎上，人為地增加堿渣量，從第一階段的7－8噸/天左右,增加至10－11 噸/天左右，增加量為30％。
1、出水水質(zhì)
　　從表3可以看出，第二階段的出水水質(zhì)仍保持十分穩(wěn)定，甚至較第一階段的出水還要好，COD值穩(wěn)定在1000mg/l以下（平均762mg/l）。
2、污泥性能
　　從表3可以看出，第二階段，平均污泥濃度5.40g/l，最高時達到6.75g/l。從生物相觀察來看，使用一星期后，污泥結構緊密，絮體較大，菌膠團良好，出現(xiàn)原生動物。
機理探討
　　在自然界中每一種微生物占據(jù)一個小的生活環(huán)境，并在那小的生活環(huán)境中承擔一種特殊功能，這就是自然界的食物鏈和自凈作用。就象每種微生物都有單獨功能一樣，每種礦物質(zhì)和維生素在微生物細胞中都有其各自獨特的功能，對于微生物的生長和新陳代謝都是至關重要的。有些礦物質(zhì)的作用就象活化酶，被稱為輔酶；有些則能轉移電子，還有些則擔任滲透壓調(diào)節(jié)器。例如鐵能提高細胞色素的產(chǎn)生，鈷對合成微生素B12至關重要。
　　污水中的微生物和這個星球上所有其它生物相同，它們需要足夠的營養(yǎng)和合適的生存條件來生長繁殖，新陳代謝，傳遞基因至下一代，而這些行為的效率與污水處理效果密切相關。當污水處理系統(tǒng)中特別是工業(yè)污水，由于生產(chǎn)原料的限制，廢水中營養(yǎng)物質(zhì)非常有限、單一。因此在運行過程是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于營養(yǎng)缺乏，污泥解絮、松散，進而影響了出水效果。
　　生物藥劑含有充足的營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)，能夠通過滲透的方式進入微生物的細胞體內(nèi)，供微生物方便地吸收和同化利用。微生物在提高新陳代謝的同時，能提高其在污水處理環(huán)境中的適應能力，進而大大加強其在環(huán)境中的生存能力，提高系統(tǒng)中微生物的總量和和生物的多樣性，最終有助于提高污水處理系統(tǒng)的處理效率以及處理的穩(wěn)定性。
　　針對有機污水中有機含量高的特點，通過給污水處理裝置中的微生物以足夠的營養(yǎng)來強化生物氧化過程，最終達到徹底降解有機物質(zhì)的目標。以普羅生物藥劑為例，當生物藥劑加入處理裝置后，產(chǎn)品中的緩沖劑首先緩解污水和污泥中可能存在的毒性物質(zhì)，為其中的微生物創(chuàng)造良好的生活環(huán)境；而產(chǎn)品中的酶也立即發(fā)揮作用，對一些大分子有機物進行降解，使之成為更有利于微生物降解的小分子有機物；微生物則在吸收生物藥劑中的營養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖的同時，將其余一些有機物及酶降解后的小分子有機物徹底降解成無機物，有機物的大量削減，既凈化了污水，又減少了污泥。可見，生物藥劑不僅提高了微生物的水處理效率，而且還能減輕上述處理過程中引發(fā)的一些問題。

四、技術經(jīng)濟分析

　　以生物藥劑代替原有的磷酸氫二鈉和尿素，按照SBR裝置處理量10噸/天和稀釋水1：20計算，藥劑投加量為5ppm，投加的藥劑總量為毒性緩沖劑1000ml和生物促進劑1000ml，在原有生產(chǎn)成本的基礎上，相當于每噸堿渣增加處理費用16元，占SBR設計生產(chǎn)成本的30％。

五、結論

　　生物藥劑用于SBR法的試驗工作是非常成功的，在工藝技術和，可以在生產(chǎn)上推廣應用。
　 由于上煉廠1＃污水處理系統(tǒng)有兩組并列的生化處理裝置，使用普羅產(chǎn)品前，為了達到穩(wěn)定的出水效果，一直是兩組裝置交替使用，以此來緩沖高濃度廢水給微生物帶來的沖擊。普羅產(chǎn)品開始使用時，僅采用其中一套生化處理裝置進行所有廢水的處理，另一套裝置暫且擱置，這樣更能反映出普羅產(chǎn)品耐沖擊的效果。經(jīng)過這一階段的使用，已經(jīng)看出普羅產(chǎn)品對提高系統(tǒng)中微生物的耐沖擊能力有了很大的作用，出水效果比較穩(wěn)定，甚至在進水酚的濃度高達78.7mg/l時，出水各類指標也全部達標。同時，普羅產(chǎn)品的使用，明顯改善了污泥性狀，促進了生物相從低等到高等的演替，同時提高了系統(tǒng)中微生物的活性。根據(jù)對該系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)的分析，認為普羅產(chǎn)品在這一階段的使用，已為系統(tǒng)進一步發(fā)揮潛能提供了原動力。
　　在下一階段的使用時，建議適當控制進水中酚的濃度，以循序漸進的方法來使系統(tǒng)能逐步提高耐沖擊能力。
　　由于普羅產(chǎn)品已經(jīng)給系統(tǒng)微生物提供了一定的活性，因此在下一階段使用時，將相對減少產(chǎn)品用量，具體用量如下（以進水量=300T/h計算）：
　　BE劑量降至1PPM/天：即2加侖/天×30天＝60加侖，合計為12桶；
　　MICATROL劑量也降至1PPM/天：2加侖/天×30天＝60加侖，合計為12桶，
　　考慮到普羅產(chǎn)品用量較大，建議在兩個月采購一次。
　　為了提高浮選池的處理效果，一般采用增加藥劑投加量或者將一級浮選改為二級浮選等措施，以此來緩解對生化處理的影響，并提高外排污水的合格率。
　　污水處理場的耐沖擊能力的強弱，是能否平穩(wěn)運行的關鍵。污水處理場的工藝過程不同，構筑物的結構容積不同、耐沖擊能力也不同。而在生產(chǎn)中如采取適當?shù)仉S機手段，耐沖擊性是可以的。