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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。第一、项目背景我国污水处理面临的形势是，水污染严重，治理起步晚、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。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。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。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。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。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。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（MembraneBio-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。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。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。第二、目前污水处理存在的难题如何达到“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：（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。（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。（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。（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。（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。（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。（7）排水氨氮、总氮、总磷超标。（8）污水处理产生恶臭，造成周边环境污染。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。第三、HWO技术的构成和特征HWO技术由四个主要部分组成：（1）高活性微生物（HighPerformanceBacteria，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。（2）微生物活化剂（OrganicSubstancesandSaltsComplex，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。（4）专用微生物活化方法及因地制宜的使用方法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。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。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、增殖出能成为废水处理中占主导地位的、有效的功能性微生物菌群。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。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。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。（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。（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。(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门要求提高排放标准，现有设施无法对应。(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。(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。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。第四、HWO技术的技术优势（1）HWO技术应用于好氧处理，可以较大幅度提高COD降解率。（2）HWO技术应用于废水处理，能减少剩余污泥的排放量。（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。（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。（5）企业扩大生产规模，增加了污水处理量，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。（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。（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。第五、HWO技术的实际推广切入点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。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。HWO技术的实际推广切入点：（1）作为新建水处理设施工程初期运行调试的手段。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。（2）作为水处理设施突发运行事故的对应手段。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。（3）作为提高水处理设施的设计处理能力和效率的手段。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。（4）作为降低水处理设施运行费用的手段。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