多行業(yè)工業(yè)廢水處理生化系統(tǒng)增效新技術(shù)
工業(yè)廢水治理必須從源頭控制、清潔生產(chǎn)、工藝更新、綠色低碳開始，之后才進(jìn)入固液分離、生化反應(yīng)、投加藥劑、物化措施等各類技術(shù)，最有增效潛力的應(yīng)該是在生化系統(tǒng)做文章，通過生化系統(tǒng)增效，減輕其他技術(shù)的壓力，會比直接選藥劑上膜技術(shù)更有效。
一、工業(yè)廢水處理生化段增效需求
我們通常面對工業(yè)企業(yè)生化段提標(biāo)增效要求是高總氮、高氨氮、高總磷、高COD、高BOD的工業(yè)廢水如何在下列條件下能夠達(dá)到排放控制要求：
減少土建改造工程，可以依靠原有設(shè)施實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造；
見效快，可在一個月內(nèi)對污染物去除產(chǎn)生效果；
運(yùn)行成本低，減少原有工藝投藥量等各類提高成本的因素；
可適應(yīng)水溫不超過55度、鹽度不超過45000ppm的極端條件工業(yè)廢水；
可同時削減重金屬等有毒有害物質(zhì)；
可有效提高生化污泥作用；
最終可提升原土建設(shè)施處理水量提高（80%~100%）；
或最終可提升原土建設(shè)施允許進(jìn)水濃度（80%~100%）。
以上八點(diǎn)要求近乎苛刻，但現(xiàn)在已有通過復(fù)合微生物菌和增效載體產(chǎn)生強(qiáng)化生化反應(yīng)的移動生物膜來實(shí)現(xiàn)這八點(diǎn)要求，此項(xiàng)技術(shù)已形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。
二、三合一生物菌劑產(chǎn)品
包括：復(fù)合微生物菌劑、增效載體和營養(yǎng)劑三位一體。
1、復(fù)合微生物菌劑
通過不同的自然環(huán)境中篩選出來的經(jīng)過復(fù)配后形成活菌數(shù)大于800億的復(fù)合微生物菌群，抗逆性顯著提高，可以適應(yīng)55度的高溫，45000ppm以下的鹽度。微生物菌劑由好氧菌、厭氧菌和兼氧菌組成，如：可以降解石油及其衍生物等碳?xì)浠衔锏膹?fù)合除油菌；提高水體中磷的生化去除效率的復(fù)合聚磷菌；快速消除水體氨氮和亞硝酸鹽的復(fù)合脫氮菌；提高硫化物去除效果、解除硫化物對污泥的抑制作用的復(fù)合脫硫菌；提高好氧系統(tǒng)COD去除率、消除有機(jī)污染物的活性生物菌；通過改善和穩(wěn)定產(chǎn)甲烷菌的條件提高厭氧效率和產(chǎn)氣量的厭氧生物菌；可以針對不同需求定向培養(yǎng)針對性菌劑，實(shí)現(xiàn)更高的處理效果。
2、增效載體
增效載體為具有發(fā)達(dá)的不同規(guī)格的多元化微米級微孔材料制成的黑色粉劑，可以給微生物建立一個優(yōu)良的生存，新陳代謝及高富集的環(huán)境，提高微生物附著率，形成大型菌團(tuán)，細(xì)菌富集數(shù)量相比傳統(tǒng)活性污泥法可以大幅增長，可在短時間內(nèi)（一周掛膜一圈），外部好氧菌，中間兼氧菌，空隙內(nèi)部厭氧菌的菌團(tuán)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于大幅降低了水力停留時間，提高有機(jī)物、氨氮、總氮、總磷的去除率，改善出水水質(zhì)。在廢水池中形成流動型無死角、全覆蓋型的生物膜，全天候進(jìn)行硝化和反硝化過程。
增效載體的微孔結(jié)構(gòu)可同時提高吸附有毒有害物質(zhì)的能力，可以吸附COD、BOD、苯胺、氰化物、重金屬等物質(zhì)，幫生化系統(tǒng)解毒，特別是對銻、鉻、鎳、銅、鉛、苯胺類效果最為顯著。
3、營養(yǎng)劑
針對不同微生物菌劑所需營養(yǎng)成分，通過精準(zhǔn)計算，平衡微生物所需的營養(yǎng)源，搭配供應(yīng)微生物生長所需的各類營養(yǎng)劑，形成復(fù)合菌營養(yǎng)劑，與微生物菌劑在使用時配套投放，無需額外補(bǔ)充營養(yǎng)，降低工作量和使用成本。
4、三合一生物菌劑直接效果
泥：微生物掛膜后形成的菌團(tuán)密度與水接近，形成高有機(jī)含量的污泥，污泥濃度顯著提高，最高可達(dá)3倍以上，具有良好的沉降性。通過抑制絲狀菌產(chǎn)生，防止產(chǎn)生污泥膨脹，有效提高泥齡，生化污泥平均可減量80%以上。
水：在污水曝氣系統(tǒng)中投加后，可以在7-15天左右提高微生物掛膜效果，可以使生化系統(tǒng)的抗逆性、抗沖擊和處理效率均顯著提升，在相同有機(jī)物負(fù)荷條件下，提高氨氮、總氮、總磷的去除率，并有效提高溶解氧。
三、幾類工業(yè)廢水應(yīng)用案例
1、醫(yī)藥化工行業(yè)廢水案例
醫(yī)藥化工廢水包括醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥中間體、抗生素類等具有高毒性、高氮、高磷、高鹽分、高COD特征，通常微生物所需營養(yǎng)源嚴(yán)重失衡，特別容易污泥膨脹致二沉池跑泥，水力停留時間特長，導(dǎo)致基建投資成本增加，工藝流程長，前端高級氧化芬頓、電催化，后端再臭氧氧化加藥物化，導(dǎo)致危廢巨增，處理成本很高，一般進(jìn)水量只能達(dá)到設(shè)計量的40%左右。
使用生化系統(tǒng)增效技術(shù)，在厭氧段（UASB或IC）反應(yīng)器中投加復(fù)合甲烷菌、復(fù)合COD菌及生物增效載體，因?yàn)槎拘詥栴}，起初的7天左右，以殺敵一千自損600的方式，讓投加的微生物先適應(yīng)水體環(huán)境，建立初步生物圈，后續(xù)繼續(xù)投加菌劑和載體，一般要經(jīng)過45-60天，完成甲烷和厭氧顆粒污泥的形成，利用甲烷菌超強(qiáng)的開環(huán)斷鍵細(xì)分子化的特點(diǎn)，穩(wěn)定厭氧系統(tǒng)。在此同時，提升兼氧和好氧階段的各項(xiàng)生化指標(biāo)，高M(jìn)LSS高M(jìn)LVSS以高濃度對抗醫(yī)藥化工與高廢水。
此項(xiàng)技術(shù)打破普通活性污泥法以絲菌狀為骨架聯(lián)結(jié)菌膠團(tuán)的模式，依托增效載體形成10um一顆的流動性生物膜，遍布生化系統(tǒng)水池，沒有絲狀菌、污泥膨脹和污泥老化的問題。生物膜掛膜后沉降性好，一般三分鐘沉完，故二沉池不會跑泥。生化系統(tǒng)增效后，比普通活性污泥法的效率高好幾倍，因此，在水里的停留時間可以縮短，基建投資成本可以減少。
以現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)定制生產(chǎn)菌劑和載體，重新形成C:N:P（碳-氮-磷）的比例，解決微生物所需營養(yǎng)失衡。工藝流程也可以大大縮減（除原毒如氰化物含量高），減少高級氧化（芬頓、電催化臭氧）等工藝，大大減少危廢的產(chǎn)生。同時解決達(dá)不到原設(shè)計水量的問題。
案例一：
以某醫(yī)藥公司設(shè)計日處理能力1500噸的污水處理站為例：原有處理工藝為：車間濃水收集池→組合池1→氣浮→組合池2→氣浮→厭氧池→一沉池→A/O→MBR→終沉池→外排。
設(shè)計負(fù)荷為出水指標(biāo)執(zhí)行GB21904-2008三級排放標(biāo)準(zhǔn)。在污水站實(shí)際處理量≤350噸/d時，MBR膜嚴(yán)重堵塞，終沉池要加次氯酸鈉才能達(dá)標(biāo)。
投加微生物增效載體，復(fù)合COD菌劑和復(fù)合脫氮菌劑后，強(qiáng)化生化系統(tǒng)的COD和氨氮、總氮去除能力，在不停產(chǎn)不停水的情況下實(shí)現(xiàn)生化系統(tǒng)增效，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水水量提高至約1200t/d。停止次氯酸鈉加藥后完全達(dá)納管標(biāo)準(zhǔn)。后期拆除后端MBR工藝，仍保證出水達(dá)標(biāo)。
案例二：
某抗生素類產(chǎn)品生產(chǎn)公司，設(shè)計處理能力5000噸/d的污水設(shè)施，原采用的處理工藝為：調(diào)節(jié)池→芬頓→中間水池→厭氧（HRT7天）→深曝池（內(nèi)回流HRT96H)→A/O(內(nèi)回流HRT72h)→二沉池→氣浮物化（加次氯酸鈉）→外排。由于運(yùn)行不穩(wěn)定，COD、NH3-N、TN都超標(biāo)，實(shí)際處理能力1500噸/d。
采用COD去除、脫氮微生物菌劑進(jìn)行生化系統(tǒng)增效后，30天后進(jìn)水COD≤1700mg/L、NH3-N≤600mg/L、TN≤1300mg/L，二沉池出水實(shí)現(xiàn)COD≤400mg/L、NH3-N≤1mg/L、TN≤15mg/L，水量目前恢復(fù)到3500噸/d-4200噸/d處理量，砍掉后端氣浮物化和加次氯酸鈉工藝。
2、化工行業(yè)廢水案例：
某氨類化工產(chǎn)品企業(yè)原有工藝為：調(diào)節(jié)池→氣浮→厭氧→水解酸化→一沉→好氧→二沉→砂濾→清水池→外排。
此類化工廢水的特點(diǎn)COD偏低，NH3-N、TN很高但TP很低，屬于嚴(yán)重營養(yǎng)失衡類污水，通過投加除氮微生物菌劑降低氨氮和總氮指標(biāo)，經(jīng)投加微生物菌劑后實(shí)現(xiàn)TN≤5mg/L。
3、釀造行業(yè)工業(yè)廢水案例：
某知名百年釀酒企業(yè)，由于污水處理總磷超標(biāo)問題，必須在生化后端投加除磷劑才能達(dá)HJ575-2010納管標(biāo)準(zhǔn)。
針對總磷超標(biāo)問題添加生物增效載體和復(fù)合聚磷菌后，在第10天解決總磷問題，目前總磷取樣檢測數(shù)值穩(wěn)定在3mg/L左右，在線檢測一直穩(wěn)定在2.16-3mg/L之間。
4、造紙行業(yè)工業(yè)廢水案例：
某造紙企業(yè)日處理設(shè)計能力15萬噸/d的大型污水處理廠，原有工藝存在三大問題：造紙企業(yè)納管排污COD高，對生化系統(tǒng)的沖擊；一到夏天常溫超38℃以上時溫度對生化系統(tǒng)的沖擊；每天處理量為6-7萬噸/d，每天出水指標(biāo)不穩(wěn)定的水量沖擊問題。
針對COD過高情況，投加生物增效載體和強(qiáng)化去除COD的活性生物菌劑，利用菌種自身適應(yīng)性解決38度高溫和水量沖擊負(fù)荷的影響，目前各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn)。
5、制革行業(yè)工業(yè)廢水案例：
某皮革上市公司，其污水處理系統(tǒng)COD、氨氮超標(biāo)導(dǎo)致停產(chǎn)。
針對高COD和高氨氮，投加對應(yīng)微生物菌劑和增效載體后，COD在6小時內(nèi)從426降到207mg/L，經(jīng)過一周調(diào)試，氨氮小于6mg/L。
四、案例經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
1、生化系統(tǒng)反應(yīng)條件變化：
泥齡增長：使用推薦技術(shù)可拉長生化系統(tǒng)的泥齡，紡織印染行業(yè)生化好氧池總泥齡可以控制在80天以上；造紙行業(yè)好氧池總泥齡可以控制在70天以上；醫(yī)藥化工行業(yè)生化好氧池總泥齡可以控制在150天以上；食品行業(yè)生化好氧池總泥齡可以控制在120天以上；釀造行業(yè)生化好氧池總泥齡控制在160天以上；皮革行業(yè)生化好氧池總泥齡控制在180天以上。
污泥減量：處理能力顯著增強(qiáng)后廢水中的COD、BOD、NH3-N、TN、TP等被處理物質(zhì)數(shù)量在很低值時，大量的原生動物如鐘蟲、輪蟲等等出現(xiàn)，通過對DO的調(diào)解產(chǎn)生微生物的內(nèi)源消耗總泥量也明顯下降，六大行業(yè)幾十個案例中生化污泥可減量80%以上。
2、生化系統(tǒng)指標(biāo)變化：
DO：采用推薦技術(shù)，DO比普通的活性污泥法通常要控高2-3點(diǎn)，視MLSS值及COD濃度決定；
COD：原水的B/C比不低于0.1以下，進(jìn)水COD比普通的活性污泥法可提高一倍以上濃度（不改變池容、不改變設(shè)備、不改變工藝的情況下）；
MLSS（干活性污泥總濃度）:使用推薦技術(shù)前MLSS不能低于800mg/L，使用推薦技術(shù)調(diào)試周期為20天。如紡織印染廢水，MLSS可控制在9000-12000mg/L；造紙行業(yè)廢水MLSS可控制在9500-11000mg/L之間；醫(yī)藥化工行業(yè)MLSS可控制在13500mg/L以上；食品、釀造行業(yè)MLSS可控制在11500-15500mg/L之間；皮革廢水行業(yè)MLSS可控制在15500-18500mg/L之間。
TP：使用推薦技術(shù)，依托增效載體無比強(qiáng)大的吸附性，六大行業(yè)幾十個項(xiàng)目總磷數(shù)據(jù)都能控制在0.3mg/L以下。
NH3-N：采用推薦技術(shù)一周內(nèi)生物載體可初步掛膜，NH3-N就有下降20%以上的效果，二周后，生物增效載體掛膜完成NH3-N在六大行業(yè)幾十個項(xiàng)目中去除率98%以上。在皮革、醫(yī)藥化工高氨氮廢水中效果更明顯。
TN：總氮問題需要污水站現(xiàn)場設(shè)有反硝化區(qū)段，如果老舊污水站沒有設(shè)反硝化區(qū)段，那必須在兼氧段或好氧段創(chuàng)造一個反硝化區(qū)段，使用推薦技術(shù)形成硝化混合液，混入反硝化區(qū)段，硝化液進(jìn)入反硝化區(qū)的比例可以控制在1:200-300，反硝化區(qū)段HRT控制在3.5-8小時以內(nèi)，具體按TN濃度及排放標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整，比普通活性污泥法反硝化區(qū)段或生物濾池、接觸氧化池脫氮效果更顯著，給老舊污水處理站創(chuàng)造改造反硝化提供有利條件。掛膜成功后，總氮去除率在65%-85%之間，具體視行業(yè)與總氮濃度而定。
3、增效成本初判
總成本均低于其他技術(shù)，成本計算依據(jù)如下：
①根據(jù)擬達(dá)標(biāo)指標(biāo)，選擇對應(yīng)菌種的復(fù)合菌劑和載體；
②根據(jù)擬提高的生化系統(tǒng)池容和污水負(fù)荷（水量、水質(zhì)）確定投加量和投放周期；
③計算投放次數(shù)、數(shù)量、總天數(shù)，如總天數(shù)30天，連續(xù)投放復(fù)合菌劑和載體后可維持180天達(dá)標(biāo)運(yùn)行，則計算30天實(shí)際投放總量既為基本成本；
④根據(jù)第一期180天達(dá)標(biāo)運(yùn)行中的效果分析確定長期運(yùn)行維護(hù)成本，會顯著低于180天建立增效生物系統(tǒng)的費(fèi)用。
此項(xiàng)技術(shù)體現(xiàn)一廠一策，由于無需土建施工，驗(yàn)證測試簡單，顯效時間快，利于實(shí)踐檢驗(yàn)，且一旦生化系統(tǒng)改造成功，維持達(dá)標(biāo)運(yùn)行費(fèi)用低，同時減少使用其他高端技術(shù)的壓力，會受到企業(yè)的歡迎。
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