1、 高活性微生物和微生物活化技术 （简称HWO技术） 技术介绍 前言 l 改革开放以来，中国在保持经济快速增长的同时，污水排放量也在快速增加，使水环境遭到了严重的污染。中国又是世界上贫水国之一，随着水资源的逐渐枯竭和污水排放量的增加，水的污染防治越显重要和迫切，对水资源极其匮乏的西部地区，有效地利用水资源更为紧迫，要达到这一目的，就必须将工业生产用水和居民用水产生的污水通过处理，变为能服务于农业灌溉和居民非飲用水，这不但有效地保护了水环境不被污染，而且大幅度减少了用水量，它直接造福于人类的生存和社会的发展。 l 第一、项目背景第一、项目背景 l l 我国污水处理面临的形势是，水污染严重，治理起步
2、晚、基础差、要求高。我们可以清楚地看到我国水污染的严重性。不仅污水排放量大，污染物种类多、浓度高、造成的污染范围大、损失大、后果严重，这不仅影响社会生产，还将直接威胁人类的安全。l 随着我国人民环保意识的提高，人们对污水处理提出了更高的要求。我国环保法规定了各种污水的排放标准。禁止超标准排放 。这一要求意味着不仅要求新建项目的污水必须达标排放，而且要求多年积累的超标准排放的污水也必须在短时间内达标排放，这从污水处理的数量上提出了更高的要求。 l 另外，由于我国水资源匮乏，不少地方要求污水处理必须达到回用标准，实现污水处理资源化，这就从污水处理的质量上提出更高要求。应该说我国污水处理面对的问题很
3、多，但归纳起来最突出的有三点。（1）资金严重不足；（2）污水处理技术水平低；（3）污水处理的运行机制不合理。 l l 随着人类社会的发展，由于人类对自然的高消费和高排放，使我们的生存环境正日益受到破坏，自然资源日益减少，我们如何持续发展下去这一重要问题已经摆到我们的面前。 l l 利用微生物、用生化法处理污水是污水处理中应用最广泛的技术。从中国现在的废水微生物处理情况看，整个微生物生化处理技术中，污染物去除效率偏低、系统稳定性差、剩余污泥发生量大。l 而整个生化处理中使用最多的是接触氧化工艺，接触氧化工艺中由于不能控制填料上大量的沉积污泥等问题，大大地影响了污水处理的效率，甚至使得接触氧化池不
4、能工作而报废。为了解决上述问题世界各国的科学家们进行了大量的研究工作，但都不能有效的解决上述问题。 l l HWO技术能够有效地解决污水生化处理过程中的诸多难题，同时是现今全球能够有效抑制MBR（Membrane Bio-Reactor 膜分离活性污泥法）膜污染且不阻碍生化处理的唯一技术。这是生化处理技术的重大进步和突破，也是对水环境保护的重大贡献，它是21世纪的最新生化处理技术，在国际上处于领先地位。l HWO技术由日本国日华实业有限会社王培武教授、李致远教授和日本国东京海洋大学铃木诚治研究员共同研发，历经5年在日本市场的严格测试和推广实施后，2019年，HWO技术开始在中国本地化和推广应用
5、。在国内技术转化和推广应用的过程中，先后有三家国内企业和研究所参与了应用开发，得以使HWO技术从材料的生产到实际推广中的技术服务更加符合中国国情。l 第二、目前污水处理存在的难题第二、目前污水处理存在的难题 l 如何达到“前言”所述目的，科学家进行了不懈的努力，发明了针对不同废水的多种水处理方法，尤其是生化处理，因其技术相对成熟，运行成本低而被广泛应用于各类污水的处理。但从污水处理的运行实践来分析仍然存在不少问题： l （1）活性污泥活性低、性状差 ，排水COD、BOD达不到设计要求或排放标准提高，现有设施无法对应，致使排水超标。 l （2）采用生物膜法处理工艺时，在运行一段时间后，其填料或滤
6、料上会沉积大量的污泥，至使失去接触氧化功能，若更换填料不但费用大，还需停产。 l （3）剩余污泥排放量大，污泥脱水处理耗电、耗药费用高，工业污泥的最终处理难度大，易造成二次污染，处理费用更高。 l （4）企业扩大生产规模，排水量增加或排水的浓度提高，现有的处理设施（构筑物和设备）无法滿足要求。 l （5）希望增加IC或UASB反应器的沼气产量，提高出水的可生化性。 l （6）为了做到中水回用和实现零排放，其投资及运行费用太高。 l （7）排水氨氮、总氮、总磷超标。 l （8）污水处理产生恶臭，造成周边环境污染。 l 为了解决上述问题，世界各国的科学家们进行了大量的研究工作。HWO技术能很好的解
7、决上述难题，这是生化处理技术的重大进步和突破，也是对水环境保护的重大贡献。 l 第三、第三、HWO技术的构成和特征技术的构成和特征 l HWO技术由四个主要部分组成： l （1）高活性微生物（High Performance Bacteria，简称HPB）褐色或黑色粉末状产品。由枯草菌属为主的微生物菌群附着在植物由来的生物载体上。菌种可根据污水处理设施的实际情况进行专用调整。 l （2）微生物活化剂（Organic Substances and Salts Complex，简称OSSC）浅黄色或浅绿色透明液体产品。由一种植物提取的有机物质与碱金属和碱土金属盐复合后的复合物。有效组成物可根据污水
8、处理设施的实际情况进行专用调整。 （3）专用微生物活化装置 l取得了国家实用新型专利技术高效率微生物驯化增殖装置，可根据处理设施的条件，设计和制作专用微生物活化装置。 l（4）专用微生物活化方法及因地制宜的使用方法 l 根据处理设施的实际条件，制定专用微生物活化方法及具体使用方法。 l HWO技术的核心是利用HWO微生物活化剂OSSC和专用微生物活化罐，用特殊的微生物活化方法提高微生物的活性，驯养并增殖高活性微生物。在有HWO微生物活化剂OSSC参与的条件下，向活化罐中加入高活性微生物HPB以及生化处理池中的活性污泥，在活化罐中经过诱导、驯化、增殖，然后将培养好的高活性微生物液体，按一定比例添
9、加到污水处理系统中。 该方法培养出的微生物具有优秀的头领效应，能提高生化处理系统中微生物的活性，增强微生物的分解能力；提高微生物的适应性和抗冲击负荷能力等优点，达到控制生物膜肥大化，提高并保持生化处理系统处理能力的目的。 l微生物群体有一个十分重要的规律，即微生物的优势主导现象。不论有益的或有害的微生物，在一个微生态环境中，真正起主导作用的只是极少部分，绝大多数属于中间、墙头草型，主导者是谁，中间型就跟谁。HWO技术就是基于头领效应的微生物群体生存理论和抗氧化学说，采用高活性微生物HPB，在有微生物活化剂OSSC存在的条件下，按比例与废水处理池中的活性污泥混合，不断地激活、优选、驯养、增殖出能
10、成为废水处理中占主导地位的、有效的功能性微生物菌群。l 将这种高活性微生物群体，连续、均匀地添加到污水生化处理池中，成为生化处理系统的起头领效应的功能性菌群，可以稳定地控制生化处理池中微生物的复杂生态系统。多种微生物都能在这个系统中和睦相处。这样的微生态系统功能齐全，大幅度提高了微生物对有机物的分解能力和适应性，抗冲击负荷能力提高，并能促使多种微生物菌群互生增殖，从而达到稳定地、大幅度提高生化处理能力的目的。这种高活性微生态系统中的菌体，通过自身分泌出的粘性高分子物质粘结成团，成为有一定大小的活性污泥絮体，可改善原有活性污泥的性状，使活性污泥胶团具有更加优良的沉降性、凝集性。这些具有很高活性的
11、微生物在载体上形成的生物膜也具有比一般生物膜要高的处理能力。 l HWO技术用在生物膜法废水处理系统中，解决了一个世界性难题生物膜法处理工艺中经常发生的生物膜肥大化问题，造成对有机物分解能力下降和生物堵塞问题。HWO技术可成功地提高微生物的生理活性，将肥大化生物膜分解、脱除掉，并使其不再发生肥大化，促进生物膜法处理系统高效率运转，保证污水处理设施的处理能力，达到了更大幅度地降低COD、BOD的目的。 l 使用HWO技术，不但能解决生物膜法废水处理设施中填料上的生物膜肥大化造成生物堵塞的问题，而且使用该技术进行技改时，可基本不增添、不改造原有硬件设备，仅需要在曝气池或水解酸化池中添加经活化处理后
12、的微生物，用提高微生物的活性来达到提高污水处理设施处理能力的目的，是一项高效的、经济的、提高污水处理厂处理能力的方法。使用该技术特别是对于以下的问题，能够获得高效的改善效果。 l （1）已建成运转的污水处理设施因原设计缺陷污水处理效率不高，或因生产工艺改变，排水水质发生变化，致使污水处理设施的处理能力和处理效率达不到原设计要求。污水处理设施中生物膜或活性污泥的活性低、性状差 ，使处理后的排水达不到排放标准。 l （2）因扩大生产规模，其废水排放量增加，致使现有的生化处理池超负荷运行，导致生化处理效果降低，排水水质不能稳定达标。l (3) 已建成运转的污水处理设施运转正常，但由于国家和当地环保部
13、门要求提高排放标准，现有设施无法对应。 l (4) 由于生化处理的分解代谢和转化效率低下，剩余污泥发生量大。 l (5) 生物膜发生肥大化，填料上附着大量沉积的污泥，生物膜表面积大幅度缩小、微生物的活性和处理效率都大幅度降低。 （6）活性污泥的沉降性差，过度依赖絮凝剂等化学药品。 l HWO技术是对己投产运行的污水处理工程进行技术改造，解决工业废水生化处理中出现的处理效率低下的多种问题的最佳选择，同时也是解决新建污水站所遇到的生化处理需要的池容大、占地多、造价高等问题的好办法。l 第四、第四、HWO技术的技术优势技术的技术优势 l （1）HWO技术应用于好氧处理，可以较大幅度提高COD降解率。
14、 l （2）HWO技术应用于废水处理，能减少剩余污泥的排放量。 l （3）国内大部分采用接触氧化工艺的处理设施，因填料上沉积了很厚的污泥而降低甚至丧失了处理功能，要恢复其功能需更换填料，费用高而且寿命期短，利用HWO技术不需更换填料就可去除沉积污泥，恢复其功能并始终保持生物膜的处理效率。 l （4）现有的污水处理设施处理不能达标，需要进行技术改造，势必增加固定资产投资，利用HWO技术可以不增加投资或只增加极少的投资就可以达到目的。技术改造的内容简单，只需要增加微生物活化装置，并将经活化处理后的液体连续添加至曝气池的入水口即可，该方法适用于所有好氧处理工艺。 l （5）企业扩大生产规模，增加了污
15、水处理量，需要对现有设施进行扩建或改建，用HWO技术一般不需扩建即可滿足一定新增水量的处理要求。 l （6）新建项目利用此项技术可以较大幅度地减少固定资产投资。 l （7）处理费用低，效益好。由于处理效率高，好氧处理动力消耗减少，剩余污泥量减少，污泥处理的药剂、脱水设备动力、污泥运输、污泥处置费用大大降低，因此应用此项技术可取得很好的经济效盗。 l 第五、第五、HWO技术的实际推广切入点技术的实际推广切入点 l HWO技术的作用不是传统意义上的微生物筛选和种群配置，而是在应用HWO技术对微生物进行筛选和种群配置的基础上，用提高微生物生理活性的办法来提高微生物对有机物的分解能力和自身的代谢能力。
16、它不但较为有效地解决了现今生化处理废水中尚未解决的难题，同时为中水回用和实现污水零排放提供了投资省、低成本运行的技术支撑。因此此项技术不仅是污水生化处理的新技术，同时也是对缓解我国水资源日益枯竭的现实提供了技术保证。l HWO技术的实际推广切入点： l （1）作为新建水处理设施工程初期运行调试的手段。作为新建水处理设施工程初期运行调试的手段。l l 对于新建工程，HWO技术及产品能够高效率地完成初期运行调试工作。在设施硬件和进水条件稳定的情况下，活性污泥法最短7日可完成；生物膜法最短9日可实现挂膜，21日可稳定生化系统。配套可移动式微生物活化装置，可在施工现场简单设置和撤离。 l （2）作为水
17、处理设施突发运行事故的对应手段。作为水处理设施突发运行事故的对应手段。 l 在面对由于设备损坏或者有毒有害物质的进入导致的生化系统运行事故时，直接较大剂量的使用HWO技术产品可在12至72小时内较快恢复生化系统（需先修复损坏设备或者排除有毒有害物质）。也可以作为较长时间停产后迅速恢复生产时迅速恢复生化系统活性的手段。 l （3）作为提高水处理设施的设计处理能力和效率的手作为提高水处理设施的设计处理能力和效率的手段。段。l l 根据实际大规模污水处理设施的运行结果，对于普通活性污泥法及其变种可以提高设计处理能力达到30%以上，对于生物膜法可以提高设计处理能力达到100%以上。因此在新建污水处理厂
18、之前的设计阶段采用符合HWO技术的工艺，可以大大削减设施使用面积和基建投入。 l （4）作为降低水处理设施运行费用的手段。作为降低水处理设施运行费用的手段。l l 由于HWO技术能够提高单位设施的处理能力，因此相对于单位处理水的电耗可以得到降低。HWO技术能够维持系统中污泥的活性，能够保证污泥的泥龄，所以产生的剩余污泥量会大大减少，因此污泥处理费用，污泥脱泥的絮凝剂使用量减少，将带来可观的效益。 l （5）作为生物膜法恢复系统功能的手段。作为生物膜法恢复系统功能的手段。 HWO技术产品可以完美地解决生物膜法中常见的生物膜肥大化问题。迅速分解肥大化的生物膜，控制生物膜的厚度。在因为生物膜肥大化而
19、不能够达到设计处理能力的设施，HWO技术是能够在不间断运行的情况下，解决生物膜肥大化的同时恢复生化系统的全球唯一技术。 l （6）作为MBR膜法的必要配套工艺手段。l l 通过和全球最大MBR膜生产企业（日本公司）的联合试验验证得到，HWO技术是MBR膜法的必要配套工艺。使用HWO技术和MBR膜法的配套，可以有效的降低MBR膜的化学清洗频度，同时保证MBR膜的通水率稳定达到设计标准。实际应用中，有超过2年未进行化学清洗的MBR膜法设施。 l 附件举例：附件举例：l l 2019年，新疆天业集团公司（上交所证券代码：600075）使用HWO技术对其20万吨和2个40万吨PVC工厂的聚合母液离心废
20、水、综合污水及柠檬酸厂的污水处理设施进行了技改，取得了巨大的成功，为天业集团公司2019年承接的国家发改委的国有大型企业循环经济课题“工业废水再循环利用”做出了重大贡献。（网络上有相关新闻报导） l 实际大规模应用行业表： l （1）PVC制造 国内 l （2）印染 国内 l （3）檬酸制造 国内 l （4）造纸 日本l （5）合成纤维制造 日本l （6）食品加工（制面，土豆制品加工，肉类加工等） 日本、国内 l （7）生活污水 日本、国内 HWO专有技术n特殊絮凝剂开发、制作技术n微生物驯养活化技术絮凝沉降分离处理二次处理二次处理深度处理深度处理l降解BODl降解CODl除菌l除去微粒子l减
21、低盐分预处理预处理l除去悬浮物(SS)l除去有害物質中水再利用濃縮液再处理沉澱污泥处理生化处理放流精密過濾处理沉澱污泥处理u对于通常的絮凝剂不能处理的工业废水，独自技术开发的特殊絮凝剂u特殊絮凝剂必须符合的原则无毒、无害，不影响后续生化处理、不污染环境處理廢液原液NK-Y6F1 氟處理用絮凝劑絮凝沉降分離中和放流污泥處理G会社T会社S会社TS会社SM会社産業種類玻璃加工鋁製品加工半導體不銹鋼加工電鍍處理前6,40030090010059處理后5.82.05.94.66.2處理例處理例鈣盐一次法处理流程mg/LCa投入废液原液凝結剂添加Ca鹽投入絮凝剂添加中和放流汚泥处理凝结剂处理法流程凝结剂处
22、理法流程絮凝沈降分離处理例处理例産業種類氟濃度處理結果S会社半導体44,0004.7SB会社玻璃加工23,0005.8mg/LCMP原液含0.1超微粒子和界面活性剤原液浓度SS 60000、Fe 6.2、 铅 2.6 ppm处理后浓度 SS 12、Fe 0.02、铅0.01 ppm含氧化铈研磨废液处理原液 BOD 26,000処理後上清液 BOD 3,200实例氨基甲酸乙酯高分子制版废液絮凝处理使用前生成量使用後生成量对污泥生成量影响对絮凝剂使用量的影响使用後用量使用前用量2019年2019年技改前技改后07年7月13日技改中08年3月18日07年7月13日07年8月25日填填料料上上生生物物
23、膜膜挂挂膜膜状状态态07年年8月月25日日第一池第一池技改後填料上生物膜挂膜状态技改後填料上生物膜挂膜状态第一池第一池08年年3月月18日日00.10.20.30.40.50.6各接触氧化槽各接触氧化槽CODCOD分解効率分解効率技改前技改後第槽第3槽COD去除率 mg/d/L第2槽CODcr去除率 mg /d / L处理前处理七日後08年年4月月12日处理前日处理前处理开始处理结束正在实施中项目介绍新疆天业EG、BDO污水处理二期新建项目内蒙宜化30万吨PVC聚合母液离心废水技改项目青海宜化30万吨PVC聚合母液离心废水新建项目宜化股份15万吨PVC聚合母液离心废水新建项目楚星化工15万吨P
24、VC聚合母液离心废水新建项目内蒙腾龙草甘膦废水处理新建项目天杰环能（北京）科技有限公司 谢 谢 ！广汇新能源酚氨回收后煤气化废水HWO技术中试成果介绍概述概述 针对广汇新能源鲁奇炉煤气化废水（酚胺回收后出水，以下称原水），利用HWO复合生物膜法技术经实验室小试确定工艺，设计制作了中试设备并实施了工艺验证中试 工艺验证中试目的如下：l针对煤气化废水中的酚、油和CODcr，通过HWO复合生物膜法技术处理工艺，验证处理极限；l通过综合物化及深度处理工艺，验证煤气化废水的处理极限l试验分两阶段进行，第一阶段只处理煤气化原水，第二阶段导入甲醇精馏废水合并处理，确认补充碳源共代谢效果 1月30日调试启动至
25、今，中途因供热中断8日以外，至4月15日合计运行64天原水的有机物浓度煤气化废水（原水）的主要污染物及浓度如下1、水量：300m3/h（7200m3/日）2、CODcr：约在7500mg/L（6100mg/L-8900mg/L波动，最高为12000mg/L）3、含酚：约在900mg/L，最高1200mg/L4、含油：约在600mg/L，最高 700mg/L中试分为两个阶段，第一阶段为原水生化极限试验，第二阶段为模拟工厂出水，混合甲醇清洗水的生化极限试验第一阶段中试工艺第二阶段中试工艺第二阶段中试工艺中试使用装置中试的工艺和使用的装置中试的工艺和使用的装置中试使用的装置中试使用的装置检测数据检测
26、数据3.16 PM2:00水样序号名称项目（mg/L）CODcr总酚油分1煤气水69808751552生化出水56486-3生化出水絮凝清液34448-3.17 AM11:00水样序号名称项目（mg/L）CODcr总酚油分1煤气水6470987684.52生化出水4755619.33生化出水絮凝清液255282.6数据分析第一阶段中试结论第一阶段中试结论 煤气化原水（原水不经稀释）在HWO技术复合生物膜法工艺（以下简称HWO生化工艺）条件下，显示出良好的生物分解性；原水可不经pH调整及物化前处理，直接进入HWO生化处理工艺。 原水中90%的CODcr可被一段A/O工艺生化降解，超过95%的CO
27、Dcr可被两段A/O絮凝工艺去除； 原水所含近700mg/L的油分对HWO生化工艺无影响，可直接被生化处理； 近1000mg/L的总酚（单元酚：多元酚=2:1）对HWO生化工艺无影响，原水可直接被生化处理第一AO段生化过程评价起始菌种污泥采用我公司的高效微生物，不从外部拉污泥，投加量小，起始快试验装置运行水量为0.4m/h，第一A/O段的水力停留时间为78.5hr加入HWO微生物制剂做起始微生物，经5天起始处理，于2月3日为正式进水第一天，即具有70%以上的去除率2月3日开始至2月13日，共11日，O3出水CODcr稳定在800mg/L左右，认定起始完成。至2月13日，一段A/O的CODcr去
28、除率达到90%以上一级A/O装置的平均容积负荷为2.29KgCODcr/m第二AO段生化过程评价3月4日开始对二级生化系统进行调试，至3月16日供热终止后1日，共13日。第二AO段生化出口（O6）CODcr指标明显呈下降趋势，去除率（O6和O3出口的差）由11.7%提高至28%，效率提高约2.5倍。如果温度条件不中断，O6出水CODcr浓度还有可能继续下降至更低水平。由于同时可看到第一AO生化段出水（O3出水）也呈下降趋势，预测随着微生物的成熟度提高，第一A/O段的处理出水可达CODcr600mg/L的水平，絮凝出水CODcr可能 300mg/L。第二AO生化段总的去除效率远不如第一AO生化段
29、高絮凝效果确认色度变化絮凝效果确认色度变化生物相生物相生物相生物相第二阶段中试目的与成果概述第二阶段中试目的与成果概述第二阶段中试目的第二阶段中试目的 第2段A/O入口处，导入甲醇精馏废水，测试共代谢效果及生化处理极限 详细评估包括物化处理及深度处理工艺在内的整 体工艺的可行性 获得整体工艺设计的所有参数 数据分析数据分析第二阶段中试检测数据第二阶段中试检测数据原水1A/O出口絮凝2A/O出口絮凝4月9日7465706486463-4月10日7931682392377-4月11日74356683883701464月12日76008243973281464月13日8112884419325-4月14日8548710412308139数据分析数据分析中试结论中试结论推荐处理工艺推荐处理工艺常规工艺常规工艺凯旋工艺凯旋工艺前处理必须（除油剂）无前处理发生污泥多无生化工艺流程长（AAOO）短（1段A/O）生化停留时间150h80h生化容积负荷0.6Kg.CODcr/m.d2.2Kg.CODcr/m.d生化污泥转换率（COD转污泥率）30%3%生化回流稀释1-2倍回流无生化电力消耗大小冲击负荷耐受能力低高物化处理特种药剂普通药剂运行管理难度大小运行人员定额数多少建设及运行费用高低天杰环能（北京）科技有限公司谢谢！谢谢！谢谢
