生物強化法在廢水處理中的應用

生物強化法在廢水處理中的應用

隨著現代合成工業的發展，大量的外源性化合物進入工業廢水和城市污水。這些化合物具有一定的毒性或抑制作用，限制了微生物的活性，特別是在低溫條件下，微生物的吸附性能和活性污泥的沉降將受到影響，并且微生物群體也將改變。外源性化合物由于結構復雜性和生物陌生性，能降解的土著微生物種類甚少，甚至某些特殊污染物沒有有效微生物可以降解，造成出水水質差，系統穩定性受到影響。通過生物強化技術，可以增強微生物對特定污染物的降解能力，提高降解速率，增加系統應對外源污染物的處理能力。

　　1、傳統生物法水處理工藝

　　1.1 AO工藝

　　A/O(缺氧/好氧)工藝是一個反硝化生物前脫氮工藝，屬于單級活性污泥反硝化過程。在A池，硝酸鹽氮和回流硝化液中的亞硝酸鹽氮，通過使用原水和添加的碳源脫氮;在O池，在原水中的氨態氮進行硝化反應，殘留的有機物質被充分降低。該工藝具有硝化回流和一個污泥回流系統，且通常需要加入碳源和堿。

　　1.2 A2O工藝

　　A2O方法，也被稱為AAO方法(厭氧-缺氧-好氧法)，是一種常用的生物處理工藝，在該過程中，厭氧，缺氧，好氧三個不同的環境條件和不同類型的有機微生物菌群的組合，可以同時具有去除有機物及氮和磷，在相同效用中，該工藝是zui簡單的，并且總水力停留時間小于其他類似工藝。

　　1.3 MBR工藝

　　MBR工藝即膜生物反應器,是膜分離技術與生物處理技術有機結合的新型污水處理技術。它利用膜分離組件的高效截留性能實現固液分離,可以將硝化菌*截留在反應器內,系統的硝化效率比較高。

　　1.4 傳統生物法工藝存在的問題

　　(1)工藝流程長,占地面積大(傳統工藝認為硝化、反硝化不能同時進行)。

　　(2)硝化菌群繁殖速度慢,且難以維持較高濃度,需要較大曝氣池,費用高。

　　(3)需進行污泥和硝化液回流,動力成本高。

　　(4)系統抗沖擊能力弱,高濃度NH3-N和NO2-會抑制硝化菌生長。

　　(5)硝化過程產酸,需投加堿中和。

　　2、生物強化技術應用實例

　　2.1 利用LTBR生物強化技術提高工藝系統的抗沖擊性

　　LTBS生物強化模塊主要是對生物反應器起到增強作用，當系統污水處理效率明顯下降時開啟，以保持反應器能高效穩定運行。當未知濃度或含外源性污染物廢水進入系統時，LTBS生物強化器還可以作為試驗設備進行現場測試，驗證LTBR反應器對未知廢水處理的效果和收集工藝參數，降低含外源性污染物廢水對系統運行的沖擊風險。

　　2.2 利用生物強化技術提高目標污染物的去除率

　　在投加了高效混合菌群的強化SBR系統處理造紙廢水，Wang等人在同等試驗條件下，對比傳統的SBR系統處理效果發現，經過高效混合菌群強化的SBR系統對COD的平均去除率比傳統SBR系統提高了13%。

　　2.3 利用生物強化技術減少污泥總量

　　在處理焦化廢水時，秦振清等人通過向曝氣池中投加酚氰高效降解菌，污泥沉降比降低了25%，污泥總量減少50%。

　　2.4 利用生物強化技術縮短系統響應時間

　　Belia等人利用在傳統活性污泥系統中投加高效除磷菌的方法，極大地加快了系統反應速度，達到90%除磷率的傳統活性污泥系統需要6-7周，而強化后的系統只需要2周時間。

　　3、生物強化技術應用現狀及局限性

　　在提高污水處理系統處理效果、抗沖擊負荷性能、系統響應速度、改善對某種特定污染物的降解能力方面生物強化技術均表現出良好的應用前景，但由于污水化學成分的不確定性、生化處理系統操作的復雜性以及強化菌種自身的生物特性，菌劑的污染物降解效果并不一定能達到理想效果。從已有的研究成果來看，基本上還停留在實驗室階段，實際規模化應用較少，而且高效菌株或菌群的生存和降解能力的發揮在很大程度上取決于它們將被引入污染場地的環境條件，并且高效菌株的生物安全性也是不容忽視的問題。因此，在很多情況下生物強化技術在水污染治理中的應用有一定局限性。