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(xiàn)代合成工業(yè)的發(fā)展，大量的外源性化合物進入工業(yè)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(jié)構(gòu)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(zhì)差，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響。通過生物強化技術(shù)，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(tǒng)應對外源污染物的處理能力。

　　1、傳統(tǒng)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(tài)氮進行硝化反應，殘留的有機物質(zhì)被充分降低。該工藝具有硝化回流和一個污泥回流系統(tǒng)，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(huán)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(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。它利用膜分離組件的高效截留性能實現(xiàn)固液分離,可以將硝化菌*截留在反應器內(nèi),系統(tǒng)的硝化效率比較高。

　　1.4 傳統(tǒng)生物法工藝存在的問題

　　(1)工藝流程長,占地面積大(傳統(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)酸,需投加堿中和。

　　2、生物強化技術(shù)應用實例

　　2.1 利用LTBR生物強化技術(shù)提高工藝系統(tǒng)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(tǒng)污水處理效率明顯下降時開啟，以保持反應器能高效穩(wěn)定運行。當未知濃度或含外源性污染物廢水進入系統(tǒng)時，LTBS生物強化器還可以作為試驗設(shè)備進行現(xiàn)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(shù)，降低含外源性污染物廢水對系統(tǒng)運行的沖擊風險。

　　2.2 利用生物強化技術(shù)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(tǒng)處理造紙廢水，Wang等人在同等試驗條件下，對比傳統(tǒng)的SBR系統(tǒng)處理效果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高效混合菌群強化的SBR系統(tǒng)對COD的平均去除率比傳統(tǒng)SBR系統(tǒng)提高了13%。

　　2.3 利用生物強化技術(shù)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(shù)縮短系統(tǒng)響應時間

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

　　3、生物強化技術(shù)應用現(xiàn)狀及局限性

　　在提高污水處理系統(tǒng)處理效果、抗沖擊負荷性能、系統(tǒng)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(shù)均表現(xiàn)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(tǒng)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(guī)?；瘧幂^少，而且高效菌株或菌群的生存和降解能力的發(fā)揮在很大程度上取決于它們將被引入污染場地的環(huán)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(shù)在水污染治理中的應用有一定局限性。