生物增效是通過(guò)添加具有某種特定降解能力的微生物菌株來(lái)增強(qiáng)原有微生物種群作用的方法。而目前處理工業(yè)污水的常用手段就是生物凈化，通過(guò)微生物的新陳代謝作用，將污染物分解、吸收，以增強(qiáng)污水處理系統(tǒng)自身細(xì)菌群的功能，從而降低C O D、B O D、S S、N H3-N等指標(biāo)，提高出水的穩(wěn)定性，滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放的要求。并可改善污泥性狀、活性、沉降性，解決污泥膨脹、泡沫問(wèn)題，從而達(dá)到治理污染的目的。這種處理方法具有成本低、效率高、容易操作、沒(méi)有二次污染等特點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)污水和城市污水處理中。

1 生物增效技術(shù)的應(yīng)用

福建省南紙股份有限公司是以廢紙和馬尾松為主要原料生產(chǎn)新聞紙的大型制漿造紙企業(yè)，目前生產(chǎn)能力為20萬(wàn)t/a新聞紙、26萬(wàn)t/a文化用紙及5萬(wàn)t/a溶解漿（化纖漿粕）和本色商品漿板，是國(guó)家520戶(hù)重點(diǎn)企業(yè)之一，福建省重點(diǎn)骨干企業(yè)。

1.1 現(xiàn)污水系統(tǒng)運(yùn)行情況分析

南紙現(xiàn)制漿污水處理能力為3萬(wàn)m3/d，采用國(guó)外某公司的IC厭氧技術(shù)處理DIP、TMP和BKP三種制漿過(guò)程產(chǎn)生的廢水。高濃度的TM P和DI P污水至集水井，通過(guò)自動(dòng)控制的回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵去除污水中大顆粒物質(zhì)，再經(jīng)提升泵送至預(yù)沉池。預(yù)沉池沉淀的污泥泵送至污泥濃縮池，溢流出水送至預(yù)酸化池。酸化后的水進(jìn)入循環(huán)池，與部分循環(huán)水混合后泵入I C厭氧反應(yīng)塔。厭氧生化反應(yīng)處理后的頂部出水，一部分循環(huán)返回I C塔，另一部分則進(jìn)入曝氣系統(tǒng)。低濃度的B K P污水至集水井，經(jīng)格柵清除大塊雜物后，泵送經(jīng)切換池流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池加入營(yíng)養(yǎng)鹽后進(jìn)入曝氣系統(tǒng)。高低濃度兩股污水在分配池均勻混合后送入篩選池。二沉池回流的污泥與進(jìn)水進(jìn)入篩選池混合篩選后進(jìn)入曝氣池。曝氣池出水溢流至二沉池，二沉池沉淀后的上清液溢流排出進(jìn)入出水井，達(dá)標(biāo)排放。沉淀的污泥大部分用污泥泵送回篩選池，少部分剩余污泥泵入污泥濃縮池。

3萬(wàn)m3/d的污水處理設(shè)施于2 0 0 9年5月建成深度處理，在絮凝加藥下，利用淺層氣浮處理設(shè)施將二沉池出水的C O D從3 0 0m g / L以上降至150m g /L以下，滿(mǎn)足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》G B354 4-20 0 8第一階段的排放標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)車(chē)間排放的高濃度污水水量在1.2萬(wàn)m3/d，C O D在50 0 0～10000mg/L，經(jīng)過(guò)IC反應(yīng)器出水COD在1100～1400mg/L；低濃度廢水C O D在600～1000m g/L，混合IC出水后進(jìn)入好氧處理。正常情況下，二沉池出水C O D在300～400m g/L，通過(guò)深度處理之后的最終出水C O D在150m g/L以下，從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但由于制漿造紙企業(yè)各個(gè)車(chē)間的污水水量、水質(zhì)相差很大，進(jìn)水的水質(zhì)波動(dòng)對(duì)生化系統(tǒng)的沖擊較大，使得二沉池出水穩(wěn)定性較差，C O D波動(dòng)較大并且指標(biāo)較高，出水極其不穩(wěn)定，同時(shí)造紙廢水中難降解物質(zhì)較多，對(duì)于普通微生物降解效率偏低，使得系統(tǒng)生物菌群的功能受到損傷，特別是曝氣池中的活性污泥，從而影響到生物膜和菌膠團(tuán)的活性，使得生化效率產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)致出水C O D偏高。2011年7月1日起國(guó)家執(zhí)行新的排放標(biāo)準(zhǔn)，要求出水C O D≤90m g/L排放，將大大增加深度處理的總成本。

1.2 生物增效實(shí)驗(yàn)在污水處理中的應(yīng)用

為了提高好氧系統(tǒng)處理效率，提高生化系統(tǒng)穩(wěn)定性及恢復(fù)性，減少C O D排放量，降低污水處理成本，滿(mǎn)足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。2011年3月針對(duì)污水水質(zhì)及工藝特點(diǎn)采取了生物增效和工藝優(yōu)化的整體解決方案，擬通過(guò)兩次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生物增效技術(shù)在造紙廢水中的運(yùn)用是否可行，能否通過(guò)生物增效提高現(xiàn)有生化處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率和抗沖擊力，提高好氧系統(tǒng)COD消減量，以減少深度處理的總成本。

1.2.1生物增效菌的活化培養(yǎng)

選用Bio-Zy me-M831和Bio-Zy me-231系列多種復(fù)合增效產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品是由多種協(xié)同作用特效菌、酶和營(yíng)養(yǎng)所組成的生物增效劑，主要用于特效菌的馴化與生長(zhǎng)，同時(shí)能降解造紙廢水中難分解物質(zhì)（如木質(zhì)素及難降解化學(xué)品等），提高系統(tǒng)穩(wěn)定性以及廢水生物處理系統(tǒng)的容積負(fù)荷，改善污泥沉降性能，減少C O D的排放總量。其增效原理如圖1所示。生物增效特效菌經(jīng)過(guò)專(zhuān)用的B i o-G系統(tǒng)馴化培養(yǎng)之后，提升好氧系統(tǒng)中污染物（COD）的消減能力。通過(guò)對(duì)Bio-Zyme系列產(chǎn)品進(jìn)行活化和培養(yǎng)，產(chǎn)生很多菌絲。Bio-Zyme-231系列增效菌的數(shù)量在1×108以上（見(jiàn)圖2），Bio-Zyme-M831系列在培養(yǎng)后，產(chǎn)生很多菌絲（見(jiàn)圖3），使細(xì)菌具有絮凝作用。增效菌提高了污染物分解能力和污泥的耐鹽分性能，進(jìn)一步提高生化系統(tǒng)的性能。

圖1 生物增效實(shí)驗(yàn)原理

圖2 活化的Bio-Zyme-231系列增效菌的數(shù)量

圖3 培養(yǎng)后的Bio-Zyme-M831系列增效菌

1.2.2生物增效菌群的投加點(diǎn)及數(shù)量

生物增效實(shí)驗(yàn)方法采用：原廢水+活性污泥+生物增效菌產(chǎn)品，然后與原廢水+活性污泥（不加增效產(chǎn)品）進(jìn)行對(duì)比。生物增效特效菌培養(yǎng)后，通過(guò)P LC控制自動(dòng)運(yùn)行和向污水系統(tǒng)定時(shí)投加足量高活性特效菌及將酶投加至污水處理工藝好氧段之后，加速系統(tǒng)廢水中的污染物分解。生物增效菌的投加點(diǎn)選在曝氣池的進(jìn)水處，以確保生物增效菌在好氧系統(tǒng)的作用最大發(fā)揮。B i o-Zy m e系列特效C O D菌群每天投加量約6300L，菌種密度為108～109個(gè)/ml。Bio-Zyme系列特效樹(shù)菌群每天投加量為2000L，菌種數(shù)量2.35g/L。其工藝流程如圖4所示。

圖4 生物增效投加工藝流程

1.2.3生物增效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表分析

1.2.3.1 第一次生物增效實(shí)驗(yàn)及分析

本次實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一周（從2 011年3月2 3日至2 8日），此階段污水生化系統(tǒng)運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定。系統(tǒng)各參數(shù)控制在合理范圍之內(nèi)。實(shí)驗(yàn)主要從出水CO D和噸水CO D消減量?jī)蓚�(gè)方面進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)廢水采自現(xiàn)有處理工藝的曝氣池入口，即初沉池出水，并從曝氣池中采取現(xiàn)有的活性污泥進(jìn)行混合，然后添加培養(yǎng)后的生物增效菌產(chǎn)品（對(duì)比實(shí)驗(yàn)不添加生物增效菌）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在控制適當(dāng)?shù)臏囟取�p H和溶解氧條件下，每日采取反應(yīng)器內(nèi)的混合液進(jìn)行過(guò)濾，通過(guò)美國(guó)哈希重鉻酸鉀法比色法測(cè)定化學(xué)需氧量。在強(qiáng)酸性溶液中，采用重鉻酸鉀氧化水中有機(jī)物，然后用比色法檢測(cè)化學(xué)耗氧量，分析出水中COD濃度。然后計(jì)算出每噸廢水的COD消減量：COD消減量（kgCOD/m3）＝水量×（進(jìn)水COD－出水COD）/水量。

生化系統(tǒng)運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定時(shí)，處理水COD濃度與COD消減量的比較分析如圖5、圖6所示。

圖5 生物增效實(shí)驗(yàn)中處理水COD濃度的比較

圖6 生物增效實(shí)驗(yàn)中COD消減量的比較

根據(jù)以上圖表數(shù)據(jù)，與對(duì)比實(shí)驗(yàn)比較的結(jié)果如表1。

表1 生物增效效果的比較

根據(jù)以上數(shù)據(jù)和圖表分析，采用B i o -Z y m e -M8 31和B i o -Z y m e -2 31系列多種復(fù)合增效菌種，與沒(méi)有生物增效的對(duì)比實(shí)驗(yàn)相比，生物增效系統(tǒng)的噸水C O D消減量為0.970k gCOD/m3，比對(duì)比實(shí)驗(yàn)提高24.7%的COD消減量。由于水中的C O D量將直接影響深度處理的總成本，所以，采用生物增效菌種能節(jié)約后段處理的費(fèi)用，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。而多種復(fù)合增效菌種的投加效果將更好。

1.2.3.2 第二次生物增效實(shí)驗(yàn)及分析

2011年7月再次進(jìn)行生物增效實(shí)驗(yàn)，共進(jìn)行36天，取得有效數(shù)據(jù)36組。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況從進(jìn)水量、高濃進(jìn)水COD、低濃進(jìn)水C O D、出水C O D四個(gè)方面分析實(shí)驗(yàn)前后曝氣池系統(tǒng)對(duì)COD去除效果變化情況。實(shí)驗(yàn)前后各參數(shù)平均值如表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)前后系統(tǒng)運(yùn)行各參數(shù)平均值

通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知此階段生物增效效果不理想，原因是由于該階段上游系統(tǒng)運(yùn)行不正常，制漿車(chē)間黑液無(wú)法按預(yù)定方案進(jìn)入事故池進(jìn)行緩沖（場(chǎng)地限制，事故池容量較小），不間斷的進(jìn)入處理系統(tǒng)，對(duì)生物菌群造成沖擊。8月3日進(jìn)水受到黑液的沖擊，進(jìn)水C O D為1347m g/L，從8月3日至9日期間，好氧池進(jìn)水COD平均為1590m g/L，好氧系統(tǒng)受到嚴(yán)重沖擊。另外由于冷卻塔的設(shè)備故障，不能有效降低進(jìn)水溫度，導(dǎo)致好氧系統(tǒng)的平均溫度達(dá)到42.9℃，嚴(yán)重超過(guò)了微生物的生長(zhǎng)環(huán)境溫度（最佳運(yùn)行溫度25～40℃），溫度過(guò)高引起微生物解體死亡及絲狀菌膨脹，污泥活性變差，處理能力下降，導(dǎo)致有機(jī)物無(wú)法得到充分降解，降低了好氧池的處理效果。而在此期間，通過(guò)持續(xù)大量的投加特效菌之后，用了13d時(shí)間系統(tǒng)就恢復(fù)到?jīng)_擊前的出水效果，8月31日冷卻塔已維修好，曝氣池溫度降至約40℃，好氧出水COD為321m g/L（圖7中紅色斜線(xiàn)），說(shuō)明生物增效提高了好氧系統(tǒng)的恢復(fù)速率，同時(shí)也提升了系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。圖7為好氧系統(tǒng)出水COD恢復(fù)速率分析（二沉池出水）。

圖7 好氧系統(tǒng)出水COD恢復(fù)速率分析

圖8 曝氣池COD消減量分析

而通過(guò)持續(xù)大量地投加特效菌之后，曝氣池的污泥活性也明顯增強(qiáng)，曝氣池的C O D消減能力明顯提升，生物增效前的C O D消減量為0.39k g/t水，生物增效后的C O D消減量為0.55k g/t水，消減量比生物增效前提高了29.09%，說(shuō)明生物增效提高了好氧系統(tǒng)C O D的消減量。圖8為曝氣池C O D消減量分析（圖中橢圓代表系統(tǒng)進(jìn)水受到黑液沖擊）。

本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了對(duì)于在高負(fù)荷運(yùn)行、出水不太理想狀況下的生化系統(tǒng)，采用生物增效技術(shù)來(lái)提升生化系統(tǒng)的處理效率、降低后端處理費(fèi)用是可行的。

2 生物增效產(chǎn)生的效益

2.1 生物增效效果分析

根據(jù)兩次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果可知，通過(guò)實(shí)施生物增效，提高了C O D 分解能力，提升系統(tǒng)自我修復(fù)能力，好氧系統(tǒng)出水穩(wěn)定性提高2 5 %以上，同時(shí)也提升系統(tǒng)的抗沖擊能力，系統(tǒng)的沖擊恢復(fù)速率提升3 0 %以上。在生物增效作用下，增加了污泥的沉降性，并提高難分解物質(zhì)的降解作用，進(jìn)一步減少C O D的排放總量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，生物增效系統(tǒng)提高COD消減能力1.5%以上，噸水COD減排0.015k gCOD/m3，即減少排放的COD為450kg/d。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

由于深度處理采用物化方法，那么物化所用的藥劑量和廢水中C O D的排放總量有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)深度處理的費(fèi)用和成本進(jìn)行分析，如以每噸濃度為30 0m g/L的廢水為例，用通常的深度處理方法，處理到目標(biāo)值C O D為150m g/L，處理費(fèi)用在1.2元/t計(jì)算。

即每噸水消減COD＝（300-150）/1000＝0.150kgCOD/t

COD處理單價(jià)＝1.20/0.150＝8(元/kgCOD)

所以，當(dāng)每月減排13500kgCOD總量時(shí)，可節(jié)約108000元。

根據(jù)生物增效后COD消減量經(jīng)濟(jì)效益估計(jì)可知，在好氧段生物增效，系統(tǒng)的穩(wěn)定性改善之后，后段處理的加藥量會(huì)有明顯的下降。具體參見(jiàn)http://m.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論

根據(jù)以上水質(zhì)不同工況下的兩次實(shí)驗(yàn)來(lái)看，采用生物增效，可以提高系統(tǒng)的C O D分解能力，改善污泥的沉降性能，改善出水的水質(zhì)。特別是在生化系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷較高的情況下投入較少費(fèi)用的生物增效劑，可大幅度提高污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少深度處理的總成本，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。所以生物增效技術(shù)在造紙廢水處理中為實(shí)現(xiàn)污水的穩(wěn)定排放提供必要的技術(shù)支持，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。