复合微生物菌剂处理高浓度氨氮废水的强化作用研究

刘 斐

（惠州大亚湾经济技术开发区石化区环境监控中心，广东 惠州 516081）

在社会经济迅猛发展下，畜牧养殖、生产生活等产生的高浓度废水量逐渐增加，污水处理问题日益严峻。传统单一工艺难以满足处理需求，急需采用强化工艺进行辅助，由此提高高浓度污水处理效果。

1 水环境现状调查

以坪山河项目为例，对当地水质进行考核，选取合理指标，采用单因子水质评价法进行评价。根据该河涌历年水质情况，主要污染指标超标，为劣V类水质，主要污染指标为氨氮与总磷。根据检测结果可知，当地水体污染严重，TP、COD与氨氮均已超过地表V类标准，亟需开展水体综合治理工作，使水环境质量得以提升，恢复水体自净能力[1]。

2 复合微生物菌剂处理高浓度氨氮废水实验

2.1 材料与装置

本实验采用BMc-1复合菌剂，该菌剂外表为粉末状，加入糖蜜后放置在25 ℃环境下培养10 d后得到原液。将原液与糖蜜融合，确保0.5 mg/L密度下培养10 d得到激活液，经过检测验证，每毫升细胞数量在108～109之间。本实验采用坪山河区域高浓度氨氮废水，进水水质为CaCl2含量0.027 g/L，CH3COONa含量为5.72 g/L。实验装置采用A/O反应器、有效池，其中有效池溶剂为27.3 m3。

2.2 实验方法

该实验利用相同参数与规模的两个A/O反应器进行对比研究。将生活污泥放入反应器中驯化，对其实施稳定硝化-反硝化反应，对pH、DO与C/N等条件有效控制。进水水质需氧量与氨氮浓度值应根据COD需求设置，反硝化每去掉1 g的NO2-N便要用1.71 g的COD，进水氨氮浓度范围在40～1 000 mg/L，COD浓度范围在120～2 000 mg/L之间。将其驯化1个月后，两个反应器中的出水量稳定，这说明短程硝化-反硝化效果理想。实验组有SDC池中以0.16 L/ d的剂量持续加入菌剂，对照组采用清水。后续选取沉淀池出水对水质指标进行测量，待实验稳定运行超过30天后，对两组好氧池、厌氧池中的微生物测序。

2.3 实验结果

2.3.1 脱氮效果分析

两组对比可知，实验组在A/O工艺中加入BMc-1菌剂可使反应器中脱氮效能得以强化，最终出水氨氮去除率为98.8%，总氮去除率为81.97%。后续出水检测中，实验组的NO-3-N均值为17.37 mg/L，对照组为30.67 mg/L，这意味着短程硝化-反硝化运行较为稳定[2]。对此，采用TOC检测法进行替代，使菌剂脱氮的效果得以增强，反应器对污染物的去除率更加理想。实验组出水均值为19.34 mg/L，对照组为25.53 mg/L。

2.3.2 菌群多样性分析

菌群与序列之间的变化关系如下图1所示。在序列不断增加时，ACE指数随之提升，增长趋势更加显著，只有样品O2测试序列数量大于40 000并趋于平缓，不同趋势意味着不同区间丰度有所区别。Shannon指数趋于饱和，意味着有效序列深度可覆盖现有全部微生物菌落，两个指数结果也可展现出不同系统内部微生物群落间的变化情况。

图1 菌群与序列间的变化趋势

两个样品菌落间的差异距离用不同颜色表示，如若差异距离较近，则为红色；如若距离较远，则为蓝色。根据图2可知，同一个反应器中样品群里之间的差异相对较小，而不同反应器中样品群落差异则较大，颜色越红代表群落差异适中，菌剂对原本群落产生的冲击较小。较结果与反应器加入菌剂后脱氮效果相同，如若波动较小，说明菌群差异越稳定[3]。

图2 菌群结果相关性示意图

3 水质提升技术方案

3.1 生态带截污缓污

生态缓冲带可采用永久植被对污染物与有害物进行拦截，以条带式种植模式保护土地。缓冲带可有效剔除农田流失的沉积物、杀虫剂，可发挥泥沙沉降、植物吸收、反硝化等作用，对地表径流产生强大的阻滞作用，灵活调节入河洪峰流量，并减少地表与地下径流内的颗粒量，有助于农业非点源的扩散与调节。与此同时，还有助于生物多样性增加，提高附近水域内溶解氧的含量，循序渐进地改善当地生态环境。

3.2 微生物菌液强化去污

在水体生态系统中，微生物是分解的核心所在，同时也是提高水体自净力的关键。可通过扩繁、驯化本土微生物的方式，促进污染物去除，持续向水体内投放大量有益菌种，利用水体自身替代以往的生物反应器，由此扩大微生物生长空间，提高繁殖期间对水中污染物产生的分解力，促进有效生物量与功能的全面提升，使生态系统得以优化重组，提高水体系统自净能力，实现水质净化、生态修复的目标[3]。

3.3 分布式湿地净化

可采用以下方式净化处理，一是沉淀作用。当污水流入湿地后，因流动速度放缓，夹带的悬浮物质受重力影响下沉。污水内COD与SS等指标值得以降低；二是厌氧生物代谢作用。在厌氧状态下，厌氧生物对污染物通过厌氧发酵达成降解目标；三是好氧生物代谢。在好氧状态下，大多数污染物在异养型好氧菌的作用下得以剔除，其中COD的剔除率为80%左右，BOD超过90%。

4 结论

综上所述，将BMc-1复合菌剂加入短程硝化-反硝化工艺中，有助于强化系统内脱氮效果，使高氨氮废水得到有效处理。针对区域水污染问题，可通过生态带截污缓污、微生物菌液强化去污、分布式湿地净化等方式净化水质，恢复绿色和谐的水环境。