天然橡胶加工废水是含NH3-N 的高浓度有机废水，采用培养、驯化后的MEM 菌生物强化厌氧—接触氧化工艺处理此类废水，以有效降低污染物浓度。试验结果表明，在MEM 投加比例为1∶700、HRT 为168 h、气水比为80∶1、曝气配比为2∶1 的最佳条件下，废水的COD、BOD5、NH3-N、SS 去除率分别达到97.9%、99%、98.6%、93%，出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8987-1996）的一级排放标准要求，有效提高了天然橡胶废水的处理效果。
天然橡胶加工过程中排放的废水是富含蛋白质、脂类、糖类、无机盐和NH3-N 的高浓度有机废水，其中COD、BOD5、NH3-N 等污染物的浓度超过《污水综合排放标准》规定上限的几十倍甚至数百倍，若不经综合处理直接排放会导致河流富营养化，破坏生态平衡，危害人类生存环境。
生物法以其处理效果好、维护简便、运行成本低等优势，已被广泛应用于处理天然橡胶加工废水。其中，厌氧—好氧生物接触氧化工艺具有处理效果好、污染物排放浓度低、抗冲击能力强等优点，成为云南省橡胶行业推广使用的废水处理技术。橡胶废水经该工艺处理能稳定达标的关键和难点在于必须保证足够数量的有效微生物存在。近年来，研究高效菌种配方并将其按比例添加到废水生化处理系统中，以提高或促进系统生物处理效率的技术已得到广泛研究和应用，复合微生物技术就是其中之一。复合微生物菌群是由各种具有不同性质和作用的好氧和厌氧微生物组成的新型微生物活性菌剂。在适宜条件下，复合微生物菌群能快速生长繁殖并分解废水中的污染物，同时依靠相互间的协同作用形成稳定而复杂的生态系统，并抑制有害微生物的生长繁殖，达到去除污染物和净化水体的目的。但此类研究还存在微生物制剂针对性不强、易在水处理中流失和对污染物去除率不高等问题。笔者将自主研发的特种复合微生物菌群MEM 菌与厌氧—二级接触氧化工艺结合处理天然橡胶加工废水，并对其去除效果进行了试验研究。
1 材料与方法
1.1 试验用水
天然橡胶加工废水成分复杂，除含有橡胶乳清外，还含有蛋白质、脂类、糖类和无机盐等。试验所用橡胶废水取自景洪某制胶厂，废水中主要污染物为COD、NH3-N、BOD5、SS 等，其水质为：pH 在6~9、COD 221 ~4 654 mg/L、NH3-N 11.27 ~474.86 mg/L、BOD5 52~1 049 mg/L、SS 52~6 409 mg/L。
1.2 试验材料与装置
试验材料：MEM 菌；厌氧池和接触氧化池所用填料为组合填料；试验所用药剂均为分析纯。其中，MEM 菌是根据橡胶废水特性和生物菌群要求，从景洪市景东大胶厂自有污水处理厂二沉池底泥中筛选、驯化、分离、培养出的复合微生物菌群，通过工业扩培得到可工业应用的复合微生物MEM 菌群液。培养基采用葡萄糖为碳源，牛肉膏为氮源，并添加磷酸氢钾及MgSO4、CaCl2、FeSO4等；扩培时选用某农业废液为培养基，同时加入适量的盐类及微量元素。
装置：有机玻璃自制长方体形厌氧—二级接触氧化系统（厌氧池有效容积72 L，一、二级接触氧化池有效容积均为24 L）；两个100 L的胶桶分别作为进水池和沉淀池；BT100-2J 蠕动泵（保定兰格恒流泵有限公司）；ACO-5505 可调式静音气泵（广东海利集团有限公司）；LZB-3 型空气玻璃转子流量计（江苏科迪自动化仪表有限公司）。
1.3 分析方法
COD 采用重铬酸钾法测定，NH3-N 采用纳氏试剂分光光度法测定，BOD5采用稀释与接种法测定，SS 采用SS-1Z 智能悬浮物仪测定。
1.4 试验流程
试验工艺流程如图1 所示。添加了MEM 菌种的天然橡胶废水由进水池进入系统，厌氧池及接触氧化池进、出水采用折流式设计，池中均挂有组合填料，接触氧化池所需空气由空气泵鼓入，通过设在接触氧化反应器底部的微孔曝气头均匀充氧。
2 结果与讨论
2.1 系统挂膜启动
试验采用活性污泥接种培养法进行挂膜。挂膜过程中，V（MEM）∶V（水）为1∶1 000，进水流量保持在0.625 L/h，一级气水比保持在50∶1，一级接触氧化池与二级接触氧化池的曝气配比保持在2∶1。挂膜期间每天测定进、出水的COD 和NH3-N，并观察填料表面的挂膜情况。
试验结果表明，挂膜启动后的前三天，系统对COD 的去除率由41.6%迅速上升至62.2%，第4 天COD 去除率下降，第5 天后去除率又开始稳步提高，第9 天时COD 去除率已接近88%左右；挂膜前7 天，系统对NH3-N 的去除率一直处于较快增长状态，运行至第9 天时，NH3-N 去除率达到79.4%，再经过4 d 培养后NH3-N 最终去除率提高到84.1%。运行至第11 天时，厌氧池不断有小气泡冒出，好氧反应池填料表面形成肉眼可见1~2 mm 厚的棕黄色黏质生物膜，并有大量丝状絮体黏附其上，系统对COD、NH3-N 的去除率也逐渐稳定，此时认为系统挂膜成功。
2.2 MEM投加比例对处理效果的影响
试验在水力停留时间为168 h、气水比为70∶1、曝气配比为2∶1的条件下进行，分别按V（MEM）∶V（水）为1∶1 500、1∶1 000、1∶700、1∶500的比例在进水池中一次性加入MEM 菌种，研究MEM 投加比例对COD、NH3-N 去除效果的影响，见图2、图3。
试验结果表明，在一定投加范围内MEM 菌种能够增强系统对COD、NH3-N 的去除能力，其中MEM 投加量为1∶700 时对COD、NH3-N 的处理效果最好。当菌种投加量低于1∶700 时，MEM 对COD、NH3-N 去除率随投加量增大而升高，最大增幅达4.5%、4.3%；当投加量继续增大到1∶ 500 时，对COD、NH3-N 的去除率不仅没有继续增长，反而下降到88.7%、80.2%，这可能与进水COD、NH3-N 浓度增大有关，而且由于MEM 为复合菌种，过量投加会使菌液浓度过高，反而抑制有效生物菌的正常繁殖，而表现出MEM 菌种的表观“无效性”或“负效果”，也进一步导致了出水水质的恶化。
2.3 HRT对处理效果的影响
固定V（MEM）∶V（水）为1∶700、气水比为70∶1、曝气配比为2∶1，考察HRT 对COD、NH3-N 处理效果的影响，见图4、图5。HRT 为144 h 时COD 去除率最高，为95.2%，当HRT 从120 h 延长至144 h 时，系统对NH3-N 去除率提高了22.9%，当HRT 从144 h提高到168 h 时，NH3-N 去除率开始下降，之后停留时间继续延长24 h，NH3-N 去除率仅上升1.7%。
试验过程中，由于HRT 为168 h 和192 h 时系统进水负荷较低，大部分有机物在厌氧池中被降解，导致一、二级接触氧化池COD 负荷过低，活性微生物新陈代谢能力降低、活性变差，继而影响了氧化池及系统对COD、NH3-N 的去除率。考虑到试验过程中未有效控制进水有机负荷而影响了试验结果的准确性，如果提高HRT 为168、192 h 时的进水有机负荷，系统对COD 和NH3-N 的去除率应该会有所提高，故在查阅相关资料、结合一些工程实例的基础上，选定后续试验的最佳HRT 为168 h。
2.4 气水比对处理效果的影响
试验在MEM 投加量为1∶700、HRT 为168 h、曝气配比为2∶1 的条件下进行。试验结果表明：气水比对COD 的去除效果影响较大，随着气水比的逐渐提高，系统对COD 的去除率呈先上升后下降的变化趋势。气水比为80∶1 时，系统对COD 的去除率最高（95.7%），显著高于其他水平时的去除效果。当气水比由60∶1 增大到70∶1、80∶1 时，系统对NH3-N 去除率由92.5%提高至95.3%、98.2%，分别上升了2.8%、5.7%，气水比继续增大到90∶1 时，系统对NH3-N 的去除率迅速下降至82.2%。说明在适当范围内气水比的增加能促进好氧微生物对COD、NH3-N 的降解能力，但继续增大气水比会导致水流对生物膜的冲刷作用过于强烈，使填料表面的生物膜非正常脱落，造成微生物降解污染物的能力显著下降。
2.5 曝气配比对处理效果的影响
在MEM 投加量为1∶700、HRT 为168 h、气水比为80∶1 的条件下，考察曝气配比对COD、NH3-N 去除效果的影响。试验结果表明：曝气配比为1∶2 时，COD、NH3-N 的平均去除率为91.9%、92.8%；曝气配比为1 ∶1 时，COD、NH3-N 平均去除率为94.6% 、96.8%；曝气配比为2∶1 时，COD、NH3-N 平均去除率为96.7%、97.8%；曝气配比为3∶1，COD、NH3-N 平均去除率为92%、94.3%。在一定范围内，曝气配比的增大使一级接触氧化池在大量降解有机物的同时，也增强了微生物对NH3-N 的同化吸收作用及硝化作用，系统对污染物的去除率也相应提高。曝气配比继续增大，出现一级接触氧化池中溶解氧浓度过高、二级接触氧化池溶解氧浓度过低的现象，过高和过低的溶解氧均导致池中生物膜生物数量和活性降低，对NH3-N 的同化吸收作用不断减弱，同时硝化作用也受到限制，导致系统对COD 和NH3-N 的去除率逐渐降低。
2.6 最佳试验条件及处理效果
由上述试验结果可得到MEM 菌生物强化厌氧—接触氧化工艺处理天然橡胶废水的最佳试验条件：MEM 投加量为1∶700、HRT 为168 h、气水比为80∶1、曝气配比为2∶1。最佳试验条件下该工艺对橡胶废水的处理效果见表1。试验同时进行不投加MEM 菌的对比试验，其最佳试验条件：HRT 为192 h、气水比为70∶1、曝气配比为2∶1。
如表1 所示，天然橡胶废水经MEM 菌生物强化厌氧—接触氧化工艺处理后，COD、BOD5、NH3-N、SS 的去除率分别达到97.9%、99%、98.6%、93%，各污染物出水浓度达到或优于《污水综合排放标准》（GB8987-1996）的一级排放标准要求。不投加MEM 菌处理天然橡胶废水时，COD、BOD5、NH3-N、SS 的去除率分别为91.6%、94.2%、91.3%、88.6%，均低于投加MEM 时的去除率，出水水质较差，出水COD 和BOD5均不能达到GB 8987-1996 一级排放标准，可见MEM 菌能有效强化厌氧—接触氧化处理效果，能增强生物法对污染物的降解能力。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
3 结论
（1）采用厌氧—接触氧化工艺处理天然橡胶废水时，自主研发的MEM 菌种能够增强系统对COD、NH3-N 的降解去除能力，适宜的MEM 投加比例为1∶700，此时系统对COD、NH3-N 的去除率分别为96.6%、98%。
（2）增加HRT 可提高COD、NH3-N 去除率，但各污染物去除率并不随着HRT 的延长持续提高，综合考虑各方面因素确定HRT 为168 h 较为合理。
（3）气水比能够影响COD、NH3-N 的去除效果，对COD 和NH3-N 的去除率而言，最佳气水比应为80∶1，此时系统对COD 和NH3-N 的处理效果最好。
（4）随着曝气配比的增大，系统对COD、NH3-N的去除率呈现出先升高后降低的趋势，曝气配比为2∶1 时系统去除率最高，显著高于其他水平时对污染物的去除效果。
（5）用MEM 菌生物强化厌氧—接触氧化工艺处理天然橡胶废水时，其处理效果优于不投加MEM菌种的处理效果。在MEM 投加比例为1∶700、HRT为168 h、气水比为80∶1、曝气配比为2∶1 的最佳试验条件下，对COD、BOD5、NH3-N、SS 的去除率分别达到97.9%、99%、98.6%、93%，处理后出水COD、BOD5、NH3-N、SS 分别为79.2、13、1.79、42 mg/L，达到GB 8987—1996 的一级排放标准要求。
