在工業廢水生物處理系統中，微生物通過自身的新陳代謝作用將污染物降解為無毒、無害的小分子物質。但現代工業排放的大量污染物對微生物有較強的毒害和抑制作用。在生物硝化工藝中，由于硝化菌生長率緩慢、產率低且為自養型細菌，因此就會導致硝化反應啟動時間長、污泥流失嚴重或遭受負荷沖擊難恢復。此時，可采用生物增效技術作為有效的輔助手段。
生物增效技術是一種通過投加從自然界篩選的優勢菌種而達到去除某一種或某一類有害物質，從而提高系統處理效率的技術。通過這種技術，可以快速增加系統中的有效目標生物量，以強化系統對某一特定或特殊污染物的處理能力。該技術可應用于廢水處理系統中的有機物降解、氨氮去除、系統快速啟動、故障恢復、消除富營養化等方面。
本文以陜西渭河煤化工集團有限責任公司三期廢水處理裝置為例，詳細介紹生物增效技術在煤化工廢水生物處理系統中有效提高氨氮去除效果的應用。
1、污水處理系統概況
1.1 裝置概況
陜西渭河煤化工集團三期廢水處理裝置主要采用SBR廢水處理工藝。該廢水處理系統于2011年8月底投入運行，設計規模為120m3/h。廢水主要為煤氣化裝置產生的高氨氮廢水以及甲醇合成精餾裝置產生的高COD廢水、地面沖洗水、初期雨水等。實際廢水總量約為130m3/h，其中煤氣化裝置產生的高氨氮廢水約95m3/h，甲醇合成精餾裝置產生的高COD廢水約15m3/h，地面沖洗水20m3/h。
1.2 存在的問題
三期廢水處理裝置自2011年8月建成運行以來，經過為期三個月調試、污泥馴化培養，隨后不斷提高負荷，自2012年4月整個裝置滿負荷運行，出水達標。2016年開始根據公司生產運行實際需要，三期煤氣化裝置雙爐運行，氣化廢水量由95m3/h增加至120m3/h，氣化煤種也發生改變，氣化廢水長期NH3-N≥400m3/h，至2016年4月份，長時間的超負荷運行，導致廢水處理裝置氨氮去除效果變差，出水氨氮值嚴重超標，2016年4月該廢水處理裝置生化處理進水和出水氨氮。
系統硝化反應效果基本沒有，氨氮去除能力低，并且SBR池曝氣階段DO較低，pH值為6.5-7.2，鏡檢發現污泥活性不好，沉降性能差。
2、硝化菌使用
2.1 投加位置
硝化菌種在2#、4#兩組出水效果最差的SBR池使用，1#、3#、5#、6#池正常進水。
2.2 使用周期和投加量
4月28日開始生物增效劑在2#SBR池和4#SBR池第一循環曝氣階段各投加6桶×4.5kg•桶-1，同時減少進水量至5min，悶爆兩個周期；從第三個循環后各投加3桶×4.5kg•桶-1，同時每次增加進水時間5min，連續投加3個循環，每池共計投加15桶共計58.5kg生物增效劑。第六個循環水量調整至正常負荷。
2.3 其他主要工藝參數控制
2.3.1 營養物
2#SBR池和4#SBR池每循環厭氧階段，各投加甲醇15min。
2.3.2 pH值
生物增效劑投加前，SBR系統由于硝化反應受到抑制，SBR池的pH值均為6.5-7.2。為了保障硝化菌正常進行硝化-反硝化反應，2#SBR池和4#SBR池每進水階段投加30%液堿，同時配合投加Na2CO3，調節pH值在7.5-8.0。
2.3.3 溶解氧
在運行中，維持曝氣階段DO：2-4mg/l。
3、數據及分析
由圖2可以看出，SBR池進水氨氮數值高且波動大。硝化菌從4月28日開始在2#SBR池和4#SBR池投加使用，前期大量投加進行啟動強化并悶爆，隨著硝化菌逐漸適應2#SBR池和4#SBR池生化系統的水質特點，投加量逐步減少，出水氨氮開始出現穩定的下降，5月10號2#SBR池的出水氨氮值降至25mg•L-1以下，出水氨氮值為21.3mg•L-1；5月12號4#SBR池的出水氨氮值降17.4mg•L-1，自此進入硝化菌效果的穩定期。至到5月15號，共計5d的穩定期，2#SBR池和4#SBR出水氨氮值均小于25mg•L-1的標準，最小為13.51mg•L-1，符合預期要求，同時也可以確定2#SBR池和4#SBR的硝化-反硝化反應系統已快速建立（15天時間氨氮去除率69%提高到94%），達到25mg•L-1以下，硝化系統抗沖擊能力增強，故障恢復快。
通過對2#SBR池和4#SBR池使用生物增效劑前后的污泥鏡檢對比后發現，在使用生物增效劑之前，系統中存在的活性污泥其膠團較稀，且有大量的絲狀菌團，較少出現原后生物。而使用增效劑后，菌團都變得密實，消除了絲狀菌團，出現各種纖毛蟲的原生物。同時經過一段時間2#SBR池和4#SBR池出水指標的連續監測，當遇到非正常的沖擊后，系統都能得到正常的恢復，不會受到影響。由此可見，生物增效技術的運用，其抗沖擊能力增強，同時活性污泥的性能得到的改變，有效的提高了其處理效率。
4、結束語
綜上所述，除了生物增效技術發揮了明顯的效果外，也需要注意控制好以下幾個參數：
（1）SBR池進水pH值控制硝化菌會比較弱，保證進水pH值7.5～8.0，有利于發揮硝化菌降解氨氮的功能；若對pH值的控制低于7.5，硝化菌的硝化功能會退化。現場需安排加堿或者Na2CO3，調節SBR池的pH值。
（2）營養源的投加由于進水的C/N不平衡，所以充足的碳源以及合適的碳、氮、磷比是保證微生物正常活性必不可少的條件，因此要補充甲醇、磷酸等營養物質。
（3）SBR池的DOSBR池曝氣量是一個很重要的參數，因此合理確定SBR的曝氣時間是非常重要的。在運行中，曝氣時間的確定主要應該根據SBR池中DO的變化趨勢來確定。
（4）微生物鏡檢長期的鏡檢監測可以有效了解生化系統是判斷系統污泥性狀及微生物活性，給工藝人員在廢水裝置的調整過程中提供依據。
通過投加生物增效菌種，利用生物增效技術對廢水處理系統進行有效處理，已成為越來越多企業的在處理工業生產廢水最佳選擇，該技術能夠有效保證廢水處理裝置生化處理系統的運行效率和抗沖擊能力，能夠使企業在廢水處理環節有效降低成本，能有效提高化工企業的經濟效益和社會效益。（來源：陜西渭河煤化工集團有限責任公司）
