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【中國環保在線 技術前沿】工業廢水治理必須從源頭控制、清潔生產、工藝更新、綠色低碳開始，之后才進入固液分離、生化反應、投加藥劑、物化措施等各類技術，有增效潛力的應該是在生化系統做文章，通過生化系統增效，減輕其他技術的壓力，會比直接選藥劑上膜技術更有效。
一、工業廢水處理生化段增效需求
我們通常面對工業企業生化段提標增效要求是高總氮、高氨氮、高總磷、高COD、高BOD的工業廢水如何在下列條件下能夠達到排放控制要求：
減少土建改造工程，可以依靠原有設施實現提標改造；
見效快，可在一個月內對污染物去除產生效果；
運行成本低，減少原有工藝投藥量等各類提高成本的因素；
可適應水溫不超過55度、鹽度不超過45000 ppm的條件工業廢水；
可同時削減重金屬等有毒有害物質；
可有效提高生化污泥作用；
終可提升原土建設施處理水量提高(80%~100%)；
或終可提升原土建設施允許進水濃度(80%~100%)。
以上八點要求近乎苛刻，但現在已有通過復合微生物菌和增效載體產生強化生化反應的移動生物膜來實現這八點要求，此項技術已形成標準化的產品。
二、三合一生物菌劑產品
包括：復合微生物菌劑、增效載體和營養劑三位一體。
1、復合微生物菌劑
通過不同的自然環境中篩選出來的經過復配后形成活菌數大于800億的復合微生物菌群，抗逆性顯著提高，可以適應55度的高溫，45000 ppm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氫化合物的復合除油菌；提高水體中磷的生化去除效率的復合聚磷菌；快速消除水體氨氮和亞硝酸鹽的復合脫氮菌；提高硫化物去除效果、解除硫化物對污泥的抑制作用的復合脫硫菌；提高好氧系統COD去除率、消除有機污染物的活性生物菌；通過改善和穩定產甲烷菌的條件提高厭氧效率和產氣量的厭氧生物菌；可以針對不同需求定向培養針對性菌劑，實現更高的處理效果。
2、增效載體
增效載體為具有發達的不同規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良的生存，新陳代謝及高富集的環境，提高微生物附著率，形成大型菌團，細菌富集數量相比傳統活性污泥法可以大幅增長，可在短時間內(一周掛膜一圈)，外部好氧菌，中間兼氧菌，空隙內部厭氧菌的菌團結構，相當于大幅降低了水力停留時間，提高有機物、氨氮、總氮、總磷的去除率，改善出水水質。在廢水池中形成流動型無死角、全覆蓋型的生物膜，全天候進行硝化和反硝化過程。
增效載體的微孔結構可同時提高吸附有毒有害物質的能力，可以吸附COD、BOD、苯胺、氰化物、重金屬等物質，幫生化系統解毒，特別是對銻、鉻、鎳、銅、鉛、苯胺類效果為顯著。
3、營養劑
針對不同微生物菌劑所需營養成分，通過計算，平衡微生物所需的營養源，搭配供應微生物生長所需的各類營養劑，形成復合菌營養劑，與微生物菌劑在使用時配套投放，無需額外補充營養，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密度與水接近，形成高有機含量的污泥，污泥濃度顯著提高，高可達3倍以上，具有良好的沉降性。通過抑制絲狀菌產生，防止產生污泥膨脹，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，可以使生化系統的抗逆性、抗沖擊和處理效率均顯著提升，在相同有機物負荷條件下，提高氨氮、總氮、總磷的去除率，并有效提高溶解氧。
三、幾類工業廢水應用案例
1、醫藥化工行業廢水案例
醫藥化工廢水包括醫藥中間體、農藥中間體、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源嚴重失衡，特別容易污泥膨脹致二沉池跑泥，水力停留時間特長，導致基建投資成本增加，工藝流程長，前端氧化芬頓、電催化，后端再臭氧氧化加藥物化，導致危廢巨增，處理成本很高，一般進水量只能達到設計量的40%左右。
使用生化系統增效技術，在厭氧段(UASB或IC)反應器中投加復合甲烷菌、復合COD菌及生物增效載體，因為毒性問題，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水體環境，建立初步生物圈，后續繼續投加菌劑和載體，一般要經過45-60天，完成甲烷和厭氧顆粒污泥的形成，利用甲烷菌超強的開環斷鍵細分子化的特點，穩定厭氧系統。在此同時，提升兼氧和好氧階段的各項生化指標，高MLSS高MLVSS以高濃度對抗醫藥化工與高廢水。
此項技術打破普通活性污泥法以絲菌狀為骨架聯結菌膠團的模式，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。
以現場實際數據定制生產菌劑和載體，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)，減少氧化(芬頓、電催化臭氧)等工藝，大大減少危廢的產生。同時解決達不到原設計水量的問題。
案例一：
以某醫藥公司設計日處理能力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。
設計負荷為出水指標執行GB 21904-2008三級排放標準。在污水站實際處理量≤350 噸/d時，MBR膜嚴重堵塞，終沉池要加次氯酸鈉才能達標。
投加微生物增效載體，復合COD菌劑和復合脫氮菌劑后，強化生化系統的COD和氨氮、總氮去除能力，在不停產不停水的情況下實現生化系統增效，實現進水水量提高至約1200t/d。停止次氯酸鈉加藥后完全達納管標準。后期拆除后端MBR工藝，仍保證出水達標。
案例二：
某抗生素類產品生產公司，設計處理能力5000 噸/d的污水設施，原采用的處理工藝為：調節池→芬頓→中間水池→厭氧(HRT 7天)→深曝池(內回流HRT 96H)→A/O(內回流HRT 72h)→ 二沉池→氣浮物化(加次氯酸鈉)→ 外排。由于運行不穩定，COD 、NH3-N、TN 都超標，實際處理能力1500 噸/d。
采用COD去除、脫氮微生物菌劑進行生化系統增效后，30天后進水COD≤1700mg/L、NH3-N≤600mg/L、TN≤1300mg/L，二沉池出水實現COD≤400mg/L、NH3-N≤1mg/L、TN≤15mg/L，水量目前恢復到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、化工行業廢水案例：
某氨類化工產品企業原有工藝為：調節池→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COD 偏低，NH3-N、TN很高但TP很低，屬于嚴重營養失衡類污水，通過投加除氮微生物菌劑降低氨氮和總氮指標，經投加微生物菌劑后實現TN≤5 mg/L。
3、釀造行業工業廢水案例：
某百年釀酒企業，由于污水處理總磷超標問題，必須在生化后端投加除磷劑才能達HJ575-2010納管標準。
針對總磷超標問題添加生物增效載體和復合聚磷菌后，在第10天解決總磷問題，目前總磷取樣檢測數值穩定在3 mg/L左右，在線檢測一直穩定在2.16-3 mg/L之間。
4、造紙行業工業廢水案例：
某造紙企業日處理設計能力15萬噸/d的大型污水處理廠，原有工藝存在三大問題：造紙企業納管排污COD高，對生化系統的沖擊；一到夏天常溫超38℃以上時溫度對生化系統的沖擊；每天處理量為6-7萬噸/d，每天出水指標不穩定的水量沖擊問題。
針對COD過高情況，投加生物增效載體和強化去除COD的活性生物菌劑，利用菌種自身適應性解決38度高溫和水量沖擊負荷的影響，目前各項指標都達一級A標準。
5、制革行業工業廢水案例：
某皮革上市公司，其污水處理系統COD、氨氮超標導致停產。
針對高COD和高氨氮，投加對應微生物菌劑和增效載體后，COD在6小時內從426降到207 mg/L，經過一周調試，氨氮小于6 mg/L。
四、案例經驗總結
1、生化系統反應條件變化：
泥齡增長：使用推薦技術可拉長生化系統的泥齡，紡織印染行業生化好氧池總泥齡可以控制在80天以上；造紙行業好氧池總泥齡可以控制在70天以上；醫藥化工行業生化好氧池總泥齡可以控制在150天以上；食品行業生化好氧池總泥齡可以控制在120天以上；釀造行業生化好氧池總泥齡控制在160天以上；皮革行業生化好氧池總泥齡控制在180天以上。
污泥減量：處理能力顯著增強后廢水中的COD、BOD、NH3-N、TN、TP等被處理物質數量在很低值時，大量的原生動物如鐘蟲、輪蟲等等出現，通過對DO的調解產生微生物的內源消耗總泥量也明顯下降，六大行業幾十個案例中生化污泥可減量80%以上。
2、生化系統指標變化：
DO：采用推薦技術，DO比普通的活性污泥法通常要控高2-3點，視MLSS值及COD濃度決定；
COD：原水的B/C比不低于0.1以下，進水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):使用推薦技術前MLSS不能低于800mg/L，使用推薦技術調試周期為20天。如紡織印染廢水，MLSS可控制在9000-12000mg/L；造紙行業廢水MLSS可控制在9500-11000mg/L之間；醫藥化工行業MLSS可控制在13500mg/L以上；食品、釀造行業MLSS可控制在11500-15500mg/L之間；皮革廢水行業MLSS可控制在15500-18500mg/L之間。
TP：使用推薦技術，依托增效載體無比強大的吸附性，六大行業幾十個項目總磷數據都能控制在0.3mg/L以下。
NH3-N：采用推薦技術一周內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在六大行業幾十個項目中去除率98%以上。在皮革、醫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場設有反硝化區段，如果老舊污水站沒有設反硝化區段，那必須在兼氧段或好氧段創造一個反硝化區段，使用推薦技術形成硝化混合液，混入反硝化區段，硝化液進入反硝化區的比例可以控制在1:200-300，反硝化區段HRT控制在3.5-8小時以內，具體按TN濃度及排放標準調整，比普通活性污泥法反硝化區段或生物濾池、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，具體視行業與總氮濃度而定。
3、增效成本初判
總成本均低于其他技術，成本計算依據如下：
①根據擬達標指標，選擇對應菌種的復合菌劑和載體；
②根據擬提高的生化系統池容和污水負荷(水量、水質)確定投加量和投放周期；
③計算投放次數、數量、總天數，如總天數30天，連續投放復合菌劑和載體后可維持180天達標運行，則計算30天實際投放總量既為基本成本；
④根據期180天達標運行中的效果分析確定長期運行維護成本，會顯著低于180天建立增效生物系統的費用。
此項技術體現一廠一策，由于無需土建施工，驗證測試簡單，顯效時間快，利于實踐檢驗，且一旦生化系統改造成功，維持達標運行費用低，同時減少使用其他技術的壓力，會受到企業的歡迎。
