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生物強化法在廢水處理中的應(yīng)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(fù)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(yīng)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(yīng),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,該工藝是最簡單的,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(yīng)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,可以將硝化菌完全截留在反應(yīng)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(rèn)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(yīng)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(yīng)器起到增強作用,當(dāng)系統(tǒng)污水處理效率明顯下降時開啟,以保持反應(yīng)器能高效穩(wěn)定運行。當(dāng)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(yīng)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(fēng)險。

  2.2 利用生物強化技術(shù)提高目標(biāo)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(yīng)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(yīng)速度,達(dá)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(yīng)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(fù)荷性能、系統(tǒng)響應(yīng)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(yīng)用前景,但由于污水化學(xué)成分的不確定性、生化處理系統(tǒng)操作的復(fù)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(dá)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?yīng)用較少,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(yīng)用有一定局限性。( >

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