吳云濤

一、摘要

　　介紹生物制劑在污水處理場(chǎng)的工業(yè)化試驗(yàn)，以及試驗(yàn)的結(jié)果和對(duì)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(jiǎn)稱泥法）。近十年來(lái)，為了提高進(jìn)水有機(jī)物濃度的承受能力、提高污水處理的效能，強(qiáng)化和擴(kuò)大活性污泥法的凈化功能，人們又研究開(kāi)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(kāi)展了脫氮、除磷等方面的研究與實(shí)踐；同時(shí)，又采用化學(xué)法與活性污泥法相結(jié)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(shè)施的基礎(chǔ)上，增加活性污泥法的耐沖擊能力，提高活性污泥的性能，強(qiáng)化生物氧化過(guò)程，一直未能有效的地解決。本試驗(yàn)以上海煉油廠SBR裝置為對(duì)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(shè)計(jì)進(jìn)水負(fù)荷2.0-2.5kgCOD/m³d，反應(yīng)池污泥濃度為6-8g/l。由于該裝置為間隙式生產(chǎn)，反應(yīng)池污泥濃度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)因各種原因來(lái)水的揮發(fā)酚的含量又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)指標(biāo)，再加上動(dòng)力風(fēng)的供應(yīng)不足，酸堿中和不足等原因，造成SBR裝置的出水波動(dòng)較大，對(duì)下游裝置2＃污水處理場(chǎng)造成沖擊。經(jīng)過(guò)考察，本試驗(yàn)選用普羅生物技術(shù)上海有限公司的生物藥劑——生物促進(jìn)劑和毒性緩沖劑。
3、普羅藥劑原理
3.1生物促進(jìn)劑的組成與作用機(jī)理
　　生物促進(jìn)劑----BIO ENERGIZER（以下簡(jiǎn)稱BE）是一種集有機(jī)酸、緩沖劑、酶、天然生物系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量系統(tǒng)于一體的尖端科學(xué)配方，它通過(guò)利用有益的復(fù)合有機(jī)化合物，促使污染環(huán)境中的微生物迅速生長(zhǎng)繁殖，增強(qiáng)廢水的氧化作用，產(chǎn)生一種“濕燃”作用，進(jìn)而對(duì)其中的有機(jī)污染物進(jìn)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(guò)延長(zhǎng)食物鏈的長(zhǎng)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(fù)荷沖擊能力大大提高。
3.2毒性緩沖劑的組成與作用機(jī)理
　　毒性緩沖劑----MICATROL（以下簡(jiǎn)稱MI）是一種包括自然表面活性劑、生物聚合體、有機(jī)酸、酶系統(tǒng)及礦物質(zhì)的生物組合劑。MI通過(guò)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(fù)合有機(jī)分子、碳鏈轉(zhuǎn)化為更有利于被微生物吸收的分子，使微生物對(duì)自然生成的有機(jī)物進(jìn)行利用（這些有機(jī)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(guò)生物促進(jìn)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(zhǎng)，使系統(tǒng)中微生物的新陳代謝功能達(dá)到最高，并形成良好的菌膠團(tuán)，使微生物降解有機(jī)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(yàn)的方案設(shè)計(jì)

1、試驗(yàn)設(shè)備

2、試驗(yàn)流程

3、試驗(yàn)方案
　　此次試驗(yàn)分二個(gè)階段，試驗(yàn)第一階段，處理水量不變

　　試驗(yàn)第二階段，提高處理水量

4、藥劑投加方案
　　在SBR池進(jìn)水曝氣開(kāi)始時(shí)，根據(jù)SBR池補(bǔ)充的水量（約200噸/天），進(jìn)行計(jì)算，稀釋20倍后投加，具體劑量如下：

5、試驗(yàn)?zāi)康?BR>　　1、在沒(méi)有嚴(yán)重毒物沖擊的情況下，SBR處理系統(tǒng)容積負(fù)荷可提高20％－30％。
　　2、在SBR生化處理系統(tǒng)容積負(fù)荷不提高的情況下，COD及酚等指標(biāo)的去除值比對(duì)照提高10％以上（對(duì)照同期類似進(jìn)水水質(zhì)）。
6、考察方法
　　1、從測(cè)試數(shù)據(jù)中，對(duì)比試驗(yàn)前后COD去除率曲線，及進(jìn)水負(fù)荷，比較其變化規(guī)律；
　　2、根據(jù)生物相的變化情況，來(lái)驗(yàn)證普羅產(chǎn)品的促生作用；
　　3、通過(guò)測(cè)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(yàn)結(jié)果
　　工業(yè)化試驗(yàn)工作分別按二個(gè)階段實(shí)行，第一階段，在處理水量不變時(shí)，投加普羅生物藥劑，考察BE和MT對(duì)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(shí)，考察BE和MT對(duì)提高該SBR處理系統(tǒng)容積負(fù)荷上的作用。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

表1、SBR進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)

表2、未使用普羅產(chǎn)品前的SBR出水?dāng)?shù)據(jù)

表3、第一階段的SBR出水?dāng)?shù)據(jù)

表4、第二階段的SBR出水?dāng)?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(jìn)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(lái)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(lái)的出口2059 mg/l，降低56％。通過(guò)COD值和酚的去除考察，第一階段的試驗(yàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期目標(biāo)。
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(zhǎng)為4.51g/l，投加7天后，污泥濃度增長(zhǎng)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(shí)，灰份卻在逐漸變小，說(shuō)明污泥中有機(jī)物的含量也在大幅增加。從生物相觀察來(lái)看，在普羅產(chǎn)品使用前，通過(guò)顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝氣池中污泥結(jié)構(gòu)較松散，污泥絮體較小，缺乏性狀良好的菌膠團(tuán)；使用一星期后，再次鏡檢，污泥結(jié)構(gòu)較上次已有明顯改觀，污泥結(jié)構(gòu)較緊密，絮體增大，有一定數(shù)量的菌膠團(tuán)，并已出現(xiàn)原生動(dòng)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(chǔ)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(shí)達(dá)到6.75g/l。從生物相觀察來(lái)看，使用一星期后，污泥結(jié)構(gòu)緊密，絮體較大，菌膠團(tuán)良好，出現(xiàn)原生動(dòng)物。
機(jī)理探討
　　在自然界中每一種微生物占據(jù)一個(gè)小的生活環(huán)境，并在那小的生活環(huán)境中承擔(dān)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(dú)功能一樣，每種礦物質(zhì)和維生素在微生物細(xì)胞中都有其各自獨(dú)特的功能，對(duì)于微生物的生長(zhǎng)和新陳代謝都是至關(guān)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(zhuǎn)移電子，還有些則擔(dān)任滲透壓調(diào)節(jié)器。例如鐵能提高細(xì)胞色素的產(chǎn)生，鈷對(duì)合成微生素B12至關(guān)重要。
　　污水中的微生物和這個(gè)星球上所有其它生物相同，它們需要足夠的營(yíng)養(yǎng)和合適的生存條件來(lái)生長(zhǎng)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(guān)。當(dāng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)非常有限、單一。因此在運(yùn)行過(guò)程是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于營(yíng)養(yǎng)缺乏，污泥解絮、松散，進(jìn)而影響了出水效果。
　　生物藥劑含有充足的營(yíng)養(yǎng)元素和礦物質(zhì)，能夠通過(guò)滲透的方式進(jìn)入微生物的細(xì)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(shí)，能提高其在污水處理環(huán)境中的適應(yīng)能力，進(jìn)而大大加強(qiáng)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(duì)有機(jī)污水中有機(jī)含量高的特點(diǎn)，通過(guò)給污水處理裝置中的微生物以足夠的營(yíng)養(yǎng)來(lái)強(qiáng)化生物氧化過(guò)程，最終達(dá)到徹底降解有機(jī)物質(zhì)的目標(biāo)。以普羅生物藥劑為例，當(dāng)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(duì)一些大分子有機(jī)物進(jìn)行降解，使之成為更有利于微生物降解的小分子有機(jī)物；微生物則在吸收生物藥劑中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖的同時(shí)，將其余一些有機(jī)物及酶降解后的小分子有機(jī)物徹底降解成無(wú)機(jī)物，有機(jī)物的大量削減，既凈化了污水，又減少了污泥?？梢?jiàn)，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(guò)程中引發(fā)的一些問(wèn)題。

四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jìn)劑1000ml，在原有生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，相當(dāng)于每噸堿渣增加處理費(fèi)用16元，占SBR設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本的30％。

五、結(jié)論

　　生物藥劑用于SBR法的試驗(yàn)工作是非常成功的，在工藝技術(shù)和，可以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)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(dá)到穩(wěn)定的出水效果，一直是兩組裝置交替使用，以此來(lái)緩沖高濃度廢水給微生物帶來(lái)的沖擊。普羅產(chǎn)品開(kāi)始使用時(shí)，僅采用其中一套生化處理裝置進(jìn)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(guò)這一階段的使用，已經(jīng)看出普羅產(chǎn)品對(duì)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(jìn)水酚的濃度高達(dá)78.7mg/l時(shí)，出水各類指標(biāo)也全部達(dá)標(biāo)。同時(shí)，普羅產(chǎn)品的使用，明顯改善了污泥性狀，促進(jìn)了生物相從低等到高等的演替，同時(shí)提高了系統(tǒng)中微生物的活性。根據(jù)對(duì)該系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為普羅產(chǎn)品在這一階段的使用，已為系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)揮潛能提供了原動(dòng)力。
　　在下一階段的使用時(shí)，建議適當(dāng)控制進(jìn)水中酚的濃度，以循序漸進(jìn)的方法來(lái)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(shí)，將相對(duì)減少產(chǎn)品用量，具體用量如下（以進(jìn)水量=300T/h計(jì)算）：
　　BE劑量降至1PPM/天：即2加侖/天×30天＝60加侖，合計(jì)為12桶；
　　MICATROL劑量也降至1PPM/天：2加侖/天×30天＝60加侖，合計(jì)為12桶，
　　考慮到普羅產(chǎn)品用量較大，建議在兩個(gè)月采購(gòu)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(jí)浮選改為二級(jí)浮選等措施，以此來(lái)緩解對(duì)生化處理的影響，并提高外排污水的合格率。
　　污水處理場(chǎng)的耐沖擊能力的強(qiáng)弱，是能否平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。污水處理場(chǎng)的工藝過(guò)程不同，構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)容積不同、耐沖擊能力也不同。而在生產(chǎn)中如采取適當(dāng)?shù)仉S機(jī)手段，耐沖擊性是可以的。