生物制劑在SBR處理裝置的工業(yè)化試驗

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簡介： 介紹生物制劑在污水處理場的工業(yè)化試驗，以及試驗的結(jié)果和對生化系統(tǒng)造成的影響。
關(guān)鍵字：生物制劑 SBR處理裝置 工業(yè)化試驗

1、前言

隨著煉油廠加工原油種類與加工深度的變化，含油廢水水質(zhì)日趨惡化。目前含油廢水的處理仍然采用“老三套”工藝，隔油、浮選、生化，而生化系統(tǒng)中，多為活性污泥法（簡稱泥法）。近十年來，為了提高進水有機物濃度的承受能力、提高污水處理的效能，強化和擴大活性污泥法的凈化功能，人們又研究開發(fā)了兩段活性污泥法、粉末炭－活性污泥法、加壓曝氣法等處理工藝；開展了脫氮、除磷等方面的研究與實踐；同時，又采用化學(xué)法與活性污泥法相結(jié)合的處理方法。目前，活性污泥法正在朝著快速、高效、低耗等多功能方面的發(fā)展。但活性污泥法耐沖擊能力的能力提高不大。如何在原有設(shè)施的基礎(chǔ)上，增加活性污泥法的耐沖擊能力，提高活性污泥的性能，強化生物氧化過程，一直未能有效的地解決。本試驗以上海煉油廠SBR裝置為對象，投加生物藥劑，考察生物藥劑在煉油廠SBR高濃度污水處理系統(tǒng)中的作用。

2、使用背景

上海煉油廠SBR裝置主要處理經(jīng)堿渣濕式氧化后，分離粗酚調(diào)節(jié)PH值后的高濃度廢水，該廢水的污染物濃度非常高，COD在200000mg/l，揮發(fā)酚約10000mg/l。設(shè)計進水負荷2.0-2.5kgCOD/m³d，反應(yīng)池污泥濃度為6-8g/l。由于該裝置為間隙式生產(chǎn)，反應(yīng)池污泥濃度無法達到設(shè)計指標，同時因各種原因來水的揮發(fā)酚的含量又遠遠大于設(shè)計指標，再加上動力風(fēng)的供應(yīng)不足，酸堿中和不足等原因，造成SBR裝置的出水波動較大，對下游裝置2＃污水處理場造成沖擊。經(jīng)過考察，本試驗選用普羅生物技術(shù)上海有限公司的生物藥劑——生物促進劑和毒性緩沖劑。

3、普羅藥劑原理

3.1 生物促進劑的組成與作用機理

生物促進劑----BIO ENERGIZER（以下簡稱BE）是一種集有機酸、緩沖劑、酶、天然生物系統(tǒng)、營養(yǎng)物質(zhì)和能量系統(tǒng)于一體的尖端科學(xué)配方，它通過利用有益的復(fù)合有機化合物，促使污染環(huán)境中的微生物迅速生長繁殖，增強廢水的氧化作用，產(chǎn)生一種“濕燃”作用，進而對其中的有機污染物進行徹底的降解。BE產(chǎn)品的作用還體現(xiàn)在增大微生物物種的多樣性上，通過延長食物鏈的長度和提高食物鏈的循環(huán)效率，使多種微生物在微環(huán)境中協(xié)同發(fā)揮作用，污染物被更徹底地降解，并在一定程度上使系統(tǒng)耐負荷沖擊能力大大提高。

3.2 毒性緩沖劑的組成與作用機理

毒性緩沖劑----MICATROL（以下簡稱MI）是一種包括自然表面活性劑、生物聚合體、有機酸、酶系統(tǒng)及礦物質(zhì)的生物組合劑。MI通過所含的緩沖物質(zhì)減輕環(huán)境中的毒性，并在酶的輔助作用下，將復(fù)合有機分子、碳鏈轉(zhuǎn)化為更有利于被微生物吸收的分子，使微生物對自然生成的有機物進行利用（這些有機物在有毒環(huán)境中是難以被微生物吸收的〕，從而提高微生物降解石油化合物的能力。

通過生物促進劑和毒性緩沖劑的組合使用，能促使微生物在較惡劣的環(huán)境中快速并大量生長，使系統(tǒng)中微生物的新陳代謝功能達到最高，并形成良好的菌膠團，使微生物降解有機污染物的效率提高，從而改善污水處理效果。

二、工業(yè)化試驗的方案設(shè)計

1、試驗設(shè)備

設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量作用堿渣罐100m³1只堿渣污水的調(diào)節(jié)、均質(zhì)SBR反應(yīng)池1200 m³1只生化處理SBR進水泵FB25-252臺堿渣提升加藥槽0.2m³2只藥劑的稀釋，投加

2、試驗流程

進水曝氣鼓風(fēng)曝氣沉降排水閑置5h13h5h45min15min

3、試驗方案

此次試驗分二個階段，試驗第一階段，處理水量不變

堿水稀釋水 動力風(fēng) 溫度 1.5m³/h13-15 m³/h 500-600 m³/h 20-24

試驗第二階段，提高處理水量

堿水稀釋水 動力風(fēng) 溫度 2m³/h13-15 m³/h 500-600 m³/h 20-24

4、藥劑投加方案

在SBR池進水曝氣開始時，根據(jù)SBR池補充的水量（約200噸/天），進行計算，稀釋20倍后投加，具體劑量如下：

時間段 毒性緩沖劑 生物促進劑 濃度 總量 濃度 總量 前三天 7ppm 1.4L 7ppm 1.4L 第一個月 7ppm 1.4L 7ppm 1.4L 第一個月后 5ppm 1L 5ppm 1L

5、試驗?zāi)康?/b>

1、在沒有嚴重毒物沖擊的情況下，SBR處理系統(tǒng)容積負荷可提高20％－30％。

2、在SBR生化處理系統(tǒng)容積負荷不提高的情況下，COD及酚等指標的去除值比對照提高10％以上（對照同期類似進水水質(zhì)）。

6、考察方法

1、從測試數(shù)據(jù)中，對比試驗前后COD去除率曲線，及進水負荷，比較其變化規(guī)律；

2、根據(jù)生物相的變化情況，來驗證普羅產(chǎn)品的促生作用；

3、通過測試污泥濃度，污泥指數(shù)，灰份，沉降數(shù)，以衡量在使用普羅產(chǎn)品后，污泥性狀的改善效果。

工業(yè)化試驗結(jié)果

工業(yè)化試驗工作分別按二個階段實行，第一階段，在處理水量不變時，投加普羅生物藥劑，考察BE和MT對SBR系統(tǒng)處理效率提高方面的作用，第二階段，在提高處理水量時，考察BE和MT對提高該SBR處理系統(tǒng)容積負荷上的作用。試驗數(shù)據(jù)如下：

表1、SBR進水?dāng)?shù)據(jù)

項目時間 PH 油mg/lCODcr mg/l 揮發(fā)酚 mg/l

氨氮 mg/l

硫化物 mg/l

12.4 14 1032 86800 21474 198 168 12.11 8.53 12960 58800 77127 140 198 12.12 14 9280 248400 82420 866 440 12.13 10.5 3416 166000 32665 118 328 12.14 10.86 6040 76800 85444 697 324 12.18 9.89 556 302800 37353 --177 12.19 9.25 1988 29200 41437 118 218 12.20 10.1 720 39600 31153 112 167 12.21 10.18 1016 46400 69414 108 132 12.24 9.45 1456 22400 55350 132 236 12.25 9.21 1508 43400 50057 114 228 12.26 9.13 6688 154000 58223 230 200 12.27 8.63 1220 56000 9225 118 133 12.28 9.03 1084 54000 46654 116 228 12.29 8.87 25.2 56200 7750 122 258 12.30 8.92 864 52000 4612 123 126 1.4 6.63 858 55000 6654 116 93.4 1.7 9.13 714 46200 43554 117 47.7 1.8 8.92 1360 49600 50662 994 309 平均 9.75 2778 86505 42696 252 211

表2、未使用普羅產(chǎn)品前的SBR出水?dāng)?shù)據(jù)

項目
時間 PH 油　 mg/l CODcr mg/l 揮發(fā)酚mg/l 氨氮mg/l 硫化物mg/l SV₃₀ ％

濃度 g/l

指數(shù) ML/g

灰分% 12.4 8.15 20.8 1876 11.5 22.5 1.6 24 3.45 87.0 20.4 12.5 8.50 24.0 2376 25.8 26.4 1.2 24 3.70 162 23.5 12.11 7.78 42.4 2240 14.4 37.5 2.00 25 3.60 69.4 23.2 12.12 8.10 43.2 3940 7.86 19.5 0.800 27 4.41 81.6 21.6 12.13 8.20 27.6 1428 42.8 16.4 1.20 26 4.35 129 22.2 12.14 8.23 12.4 496 3.89 8.02 0.64 26 4.10 134 21.6 平均 8.16 28.4 2059 17.71 21.7 1.24 25 3.94 110.5 22.1

表3、第一階段的SBR出水?dāng)?shù)據(jù)

　 項目
時間 PH 油　 mg/l CODcr mg/l 揮發(fā)酚mg/l 氨氮mg/l 硫化物 mg/l

SV₃₀ 濃度 g/l

指數(shù) ML/g

灰分% 12.19 8.93 31.2 692 3.93 10.7 0.96 29 3.7 111 20.9 12.20 8.18 62 644 3.33 14.6 0.8 30 3.65 126 20.6 12.21 8.16 16 508 2.19 11.3 0.64 32 4.51 104 20.6 12.24 7.45 82.4 424 3.33 19.8 0.8 48 4.83 124 19.7 12.25 7.32 48.0 1280 5.94 41.0 0.640 57 4.53 121 18.8 12.26 7.81 28.8 1332 9.30 45.5 0.720 60 5.05 129 17.5 12.27 7.26 32.8 1120 8.36 46.4 0.800 36 4.64 108 18.1 12.28 7.12 41.2 952 5.90 46.5 0.640 49 5.20 121 18.1 12.30 7.21 12.0 792 4.10 49.4 0.800 34 5.25 124 19.8 12.31 7.77 38.0 1256 4.97 44.0 0.720 45 5.31 132 20.4 1.4 6.81 13.2 928 3.40 35.0 0.960 37 5.05 109 25.5 平均 7.64 36.9 902 4.97 33.1 0.771 41 4.70 119 20

表4、第二階段的SBR出水?dāng)?shù)據(jù)分析

　 項目
時間 PH 油 mg/l CODcr mg/l 揮發(fā)酚mg/l 氨氮mg/l 硫化物 mg/l

SV₃₀ 濃度 g/l

指數(shù) ML/g

灰分% 1.7 7.27 12.0 552 3.9730.90.077385.2110619.61.87.0824.45963.2528.60.089355.1511321.71.97.1230.87405.6124.20.800366.0210223.11.107.0425.48087.0523.60.800385.5511723.41.117.1141.09324.3123.91.36423.2782.633.71.147.5634.69523.1827.10.096425.911017.41.157.3024.67524.6123.01.60456.7591.926.0平均7.2127.57624.5725.90.689395.4010323.6

第一階段的使用情況

1、出水水質(zhì)

從12月17日，按照第一階段的投加方案，投加毒性緩沖劑和生物促進劑各7ppm。從第一階段出水酚含量比較圖和出水COD比較圖可以看出，添加普羅生物藥劑后，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，酚含量小于10mg/l（平均4.97mg/l），從原來的出口17.71mg/l，降低72％；COD值在1300 mg/l以下（平均902 mg/l），從原來的出口2059 mg/l，降低56％。通過COD值和酚的去除考察，第一階段的試驗，遠遠超過預(yù)期目標。

2、污泥性能

從表1和表2可以看出，未投加普羅藥劑前，污泥濃度為3.94g/l左右，投加普羅藥劑4天后，污泥濃度增長為4.51g/l，投加7天后，污泥濃度增長為5.05g/l，平均污泥濃度4.70mg/l。12.18－12.26日，污泥濃度在大幅增加的同時，灰份卻在逐漸變小，說明污泥中有機物的含量也在大幅增加。從生物相觀察來看，在普羅產(chǎn)品使用前，通過顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝氣池中污泥結(jié)構(gòu)較松散，污泥絮體較小，缺乏性狀良好的菌膠團；使用一星期后，再次鏡檢，污泥結(jié)構(gòu)較上次已有明顯改觀，污泥結(jié)構(gòu)較緊密，絮體增大，有一定數(shù)量的菌膠團，并已出現(xiàn)原生動物。

第二階段的使用情況

在第一階段出水水質(zhì)穩(wěn)定，污泥性能改善的基礎(chǔ)上，人為地增加堿渣量，從第一階段的7－8噸/天左右,增加至10－11 噸/天左右，增加量為30％。

1、出水水質(zhì)

從表3可以看出，第二階段的出水水質(zhì)仍保持十分穩(wěn)定，甚至較第一階段的出水還要好，COD值穩(wěn)定在1000mg/l以下（平均762mg/l）。

2、污泥性能

從表3可以看出，第二階段，平均污泥濃度5.40g/l，最高時達到6.75g/l。從生物相觀察來看，使用一星期后，污泥結(jié)構(gòu)緊密，絮體較大，菌膠團良好，出現(xiàn)原生動物。

機理探討

在自然界中每一種微生物占據(jù)一個小的生活環(huán)境，并在那小的生活環(huán)境中承擔(dān)一種特殊功能，這就是自然界的食物鏈和自凈作用。就象每種微生物都有單獨功能一樣，每種礦物質(zhì)和維生素在微生物細胞中都有其各自獨特的功能，對于微生物的生長和新陳代謝都是至關(guān)重要的。有些礦物質(zhì)的作用就象活化酶，被稱為輔酶；有些則能轉(zhuǎn)移電子，還有些則擔(dān)任滲透壓調(diào)節(jié)器。例如鐵能提高細胞色素的產(chǎn)生，鈷對合成微生素B12至關(guān)重要。

污水中的微生物和這個星球上所有其它生物相同，它們需要足夠的營養(yǎng)和合適的生存條件來生長繁殖，新陳代謝，傳遞基因至下一代，而這些行為的效率與污水處理效果密切相關(guān)。當(dāng)污水處理系統(tǒng)中特別是工業(yè)污水，由于生產(chǎn)原料的限制，廢水中營養(yǎng)物質(zhì)非常有限、單一。因此在運行過程是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于營養(yǎng)缺乏，污泥解絮、松散，進而影響了出水效果。

生物藥劑含有充足的營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)，能夠通過滲透的方式進入微生物的細胞體內(nèi)，供微生物方便地吸收和同化利用。微生物在提高新陳代謝的同時，能提高其在污水處理環(huán)境中的適應(yīng)能力，進而大大加強其在環(huán)境中的生存能力，提高系統(tǒng)中微生物的總量和和生物的多樣性，最終有助于提高污水處理系統(tǒng)的處理效率以及處理的穩(wěn)定性。

針對有機污水中有機含量高的特點，通過給污水處理裝置中的微生物以足夠的營養(yǎng)來強化生物氧化過程，最終達到徹底降解有機物質(zhì)的目標。以普羅生物藥劑為例，當(dāng)生物藥劑加入處理裝置后，產(chǎn)品中的緩沖劑首先緩解污水和污泥中可能存在的毒性物質(zhì)，為其中的微生物創(chuàng)造良好的生活環(huán)境；而產(chǎn)品中的酶也立即發(fā)揮作用，對一些大分子有機物進行降解，使之成為更有利于微生物降解的小分子有機物；微生物則在吸收生物藥劑中的營養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖的同時，將其余一些有機物及酶降解后的小分子有機物徹底降解成無機物，有機物的大量削減，既凈化了污水，又減少了污泥?？梢?，生物藥劑不僅提高了微生物的水處理效率，而且還能減輕上述處理過程中引發(fā)的一些問題。

四、技術(shù)經(jīng)濟分析

以生物藥劑代替原有的磷酸氫二鈉和尿素，按照SBR裝置處理量10噸/天和稀釋水1：20計算，藥劑投加量為5ppm，投加的藥劑總量為毒性緩沖劑1000ml和生物促進劑1000ml，在原有生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，相當(dāng)于每噸堿渣增加處理費用16元，占SBR設(shè)計生產(chǎn)成本的30％。

五、結(jié)論

生物藥劑用于SBR法的試驗工作是非常成功的，在工藝技術(shù)和，可以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

由于上煉廠1＃污水處理系統(tǒng)有兩組并列的生化處理裝置，使用普羅產(chǎn)品前，為了達到穩(wěn)定的出水效果，一直是兩組裝置交替使用，以此來緩沖高濃度廢水給微生物帶來的沖擊。普羅產(chǎn)品開始使用時，僅采用其中一套生化處理裝置進行所有廢水的處理，另一套裝置暫且擱置，這樣更能反映出普羅產(chǎn)品耐沖擊的效果。經(jīng)過這一階段的使用，已經(jīng)看出普羅產(chǎn)品對提高系統(tǒng)中微生物的耐沖擊能力有了很大的作用，出水效果比較穩(wěn)定，甚至在進水酚的濃度高達78.7mg/l時，出水各類指標也全部達標。同時，普羅產(chǎn)品的使用，明顯改善了污泥性狀，促進了生物相從低等到高等的演替，同時提高了系統(tǒng)中微生物的活性。根據(jù)對該系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)的分析，認為普羅產(chǎn)品在這一階段的使用，已為系統(tǒng)進一步發(fā)揮潛能提供了原動力。

在下一階段的使用時，建議適當(dāng)控制進水中酚的濃度，以循序漸進的方法來使系統(tǒng)能逐步提高耐沖擊能力。

由于普羅產(chǎn)品已經(jīng)給系統(tǒng)微生物提供了一定的活性，因此在下一階段使用時，將相對減少產(chǎn)品用量，具體用量如下（以進水量=300T/h計算）：

BE劑量降至1PPM/天：即2加侖/天×30天＝60加侖，合計為12桶；

MICATROL劑量也降至1PPM/天：2加侖/天×30天＝60加侖，合計為12桶，

考慮到普羅產(chǎn)品用量較大，建議在兩個月采購一次。

為了提高浮選池的處理效果，一般采用增加藥劑投加量或者將一級浮選改為二級浮選等措施，以此來緩解對生化處理的影響，并提高外排污水的合格率。

污水處理場的耐沖擊能力的強弱，是能否平穩(wěn)運行的關(guān)鍵。污水處理場的工藝過程不同，構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)容積不同、耐沖擊能力也不同。而在生產(chǎn)中如采取適當(dāng)?shù)仉S機手段，耐沖擊性是可以的。