高效菌种应用于废水处理中

生物强化技术在废水处理中的应用

论文上传：dbsaacc

论文作者：王永胜 张鸿涛 王景 张志杰

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4 效果及评价






4.1提高目标污染物的去除效果
　　生物增强作用比一般的废水处理方法更能提高系统对BOD5、COD、TOC或某种特定难降解物的去除效果。
　　Chamber利用投加高效菌种强化法处理牛奶废水，在延时曝气、曝气塘和氧化沟3种不同的处理系统，都提高了BOD5、COD的去除率。Hung等用该方法处理马铃薯废水时，TOC的去除率达到98%。
　　Selvaratnam等通过在活性污泥法中投加苯酚降解菌Pseudomonas putida ATCC11172提高了苯酚的去除率。在40d内处理系统对苯酚的去除率可保持在95%～100%；而在没有采用生物强化的对照组中苯酚的去除率开始很高，但很快降低到40%左右。Chin等在附着生长生物床中，加入降解BTX（苯、甲苯、二甲苯）的混合优势菌，HRT=1.9h，生物增强系统的去除效果为10mg/L BTX，而非生物增强系统的去除效果仅为3.2mg/L BTX。
　　在序批式培养条件下，Schmidt等人先后证实，葡萄糖对Pseud. putida-l菌株降解硝基酚的强化作用，短链脂肪酸及葡萄糖对氯代芳烃化合物的还原脱氯过程的刺激作用，以及葡萄糖降解过程中产生的还原当量NADH促进偶氮染料的还原裂解脱色作用。徐向阳等(1997,1998)报道，以易降解工业有机废水作为含PCP和染料有机废水厌氧处理的共基质，均有助于厌氧颗粒污泥形成，改善与稳定厌氧废水处理的效果。
4.2改善污泥性能，减少污泥产量
　　生物增强作用不仅可以有效地消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，而且可减少污泥产量，一般可使污泥容积降低17%～30%。这不仅可改善出水水质，而且可减少污泥排放和污泥处理的能耗。Chamber的研究结果表明，在延时曝气系统中，使用接种生物增强剂，运行3周就可消除污泥膨胀现象；在氧化沟系统中，运行4周就可消除膨胀现象。在大规模废水处理中，Hung等发现，使用生物增强剂后，污泥床厚度由2.3～2.7m降到了0.7～1.0m，既降低了能耗，又控制了臭气的产生。
4.3缩短系统的启动时间，增强耐冲击负荷的能力和系统的稳定性
　　投加一定量的高效菌种，增大处理系统中有效菌种的比率，可缩短系统的启动时间，达到较高的快速处理效果，同时还可增强系统的耐冲击负荷能力以及处理系统的稳定性。Edgehill等曾用降解五氯酚(PCP)的纯种菌来增强活性污泥处理系统，向系统中加入10%（相对于固有菌量）的纯种菌后，PCP废水处理的驯化期被大大缩短了。为了研究酚的降解情况，Watanabe等把3种菌接种到3个活性污泥系统的单元体系中，结果发现，在普通活性污泥系统中，需要10d才能将酚完全降解，而在接种了E1、E2菌种的增强系统中，分别只需要2、3d就可将酚完全降解。






5 生物强化系统的优化设计






　　应用生物增强技术时要综合考虑水质、水量、投菌量、营养物质、消耗氧量、反应器类型、水力停留时间等诸多因素。
　　菌量、营养物和基质类似物的投加量是生物强化系统设计的重要参数。随着投菌量的增加，一般强化效果会提高，但投菌量过大，废水处理成本则会升高。因此，投菌量要根据废水中目标降解物的含量和要达到的处理水平来决定，一般在系统启动时，采用重投菌，投菌量比较大，系统稳定后，投菌量可为启动时的1/10～1/8。
　　高效菌的投加方式如表2所示。在实际工程应用中，可选择适当的投加方式。







表2 高效菌种的各种投加方式

投加方式
技术要点
特点



间歇式投加 将高效菌种直接投入活性污泥系统中进行生物强化
操作简便易行，但处理系统中菌种数量与活性浓度容易发生变化


连续投加
采用一个或多个SBR反应器富集足够数量的驯化培养物，连续投加至主体工艺中

能解决高效菌种连续投加问题，工程应用方便，但需选择合适的富集培养物和操作方式


固定化细胞投加
采用载体结合法、交联法、包埋法等固定化方法，将高效菌种固定在载体上投加
该技术具有菌种稳定性高、催化效率高、抗毒性能力强等优点，但使载体价格高。


生物自固定化投加

将载体投加到生物处理反应器中，利用微生物的自固定化作用，使高效菌种固定在载体上生长
能够提高反应器中的生物量，提高处理系统的处理能力和运行稳定性，较好地克服活性污泥法的不足，工程上比较可行、适用







6 结束语






　　生物强化技术已成为在现代废水处理的研究热点。该方法具有许多优点，可提高难降解有机物的去除率、改善污泥性能、缩短系统的启动时间、增强系统的运行稳定性和耐冲击负荷能力等。利用原有水处理设施，生物增强技术能明显地提高水处理范围和水处理能力，操作简便，易于管理。生物强化技术与传统生物处理技术相结合，已成为废水生物处理的必然趋势。