厭氧生物處理工業(yè)廢水

　　1、厭氧生物處理基本原理

　　近年來(lái)，污水厭氧處理因其高效能、低能耗等特點(diǎn)在水處理工程上迅速受到關(guān)注。隨著厭氧生化技術(shù)不斷成熟和完善，逐漸在高濃度的有機(jī)廢水處理方面顯示出了優(yōu)越性。目前，在環(huán)境工程和能源工程中，它已成為不可或缺的重要技術(shù)之一。

　　厭氧發(fā)酵過(guò)程借助于不同微生物種群間的協(xié)同作用，通過(guò)水解―酸化(產(chǎn)氫及產(chǎn)乙酸)―產(chǎn)甲烷等一系列反應(yīng)將有機(jī)底物轉(zhuǎn)化為甲烷和無(wú)機(jī)物。厭氧生物處理廢水的過(guò)程分為3個(gè)階段：第一階段首先將大分子物質(zhì)水解為簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)，在這個(gè)階段中需要產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的參與，因此也叫水解酸化階段。第二階段將上一階段產(chǎn)生的有機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化成氫氣、二氧化碳和部分乙酸，這個(gè)階段需要水解產(chǎn)酸菌群的參與。第三階段是厭氧發(fā)酵過(guò)程中最重要的一個(gè)步驟，在產(chǎn)甲烷細(xì)菌的作用下將二氧化碳、氫氣、乙酸等轉(zhuǎn)化為甲烷。

　　2、工業(yè)廢水的類型和特點(diǎn)

　　由于化工、冶金、皮革等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，排水量大且流量不穩(wěn)定等特點(diǎn)，造成工業(yè)廢水中所含的機(jī)物質(zhì)成分復(fù)雜，較難處理，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成極大影響。廢水中含有大量的難降解和有毒有害物質(zhì)，因此在處理過(guò)程中往往采用生物、化學(xué)、物理等聯(lián)合手段進(jìn)行處理，處理難度大，所需費(fèi)用高。但在厭氧生物處理中，有厭氧微生物和兼性厭氧菌等的存在，大部分難降解有機(jī)物質(zhì)會(huì)被分解為無(wú)污染且容易處理的小分子有機(jī)物，如甲烷和二氧化碳等氣體。因此在厭氧處理過(guò)程中，一個(gè)良好的厭氧環(huán)境條件是極為重要的，也能直接決定厭氧過(guò)程的分解效率。因此在微生物厭氧降解過(guò)程中不需要再加入再多的輔助介質(zhì)。

　　3、厭氧生物處理工業(yè)廢水的影響因素

　　3.1 溫度

　　厭氧微生物菌群對(duì)生存溫度有一定的要求，只有在適合其自身正常生長(zhǎng)所需的溫度條件下，微生物才能發(fā)揮出自身厭氧反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，使廢水中的有機(jī)物降解效果達(dá)到最大。一般來(lái)說(shuō)，在不同的溫度條件下，厭氧反應(yīng)均可正常進(jìn)行，但在常溫、中溫或高溫狀態(tài)下，促進(jìn)厭氧反應(yīng)正常進(jìn)行的菌群種類差異較大，其對(duì)應(yīng)的相關(guān)的厭氧消化反應(yīng)過(guò)程也不相同，因此反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物也不相同。但是溫度波動(dòng)會(huì)抑制相關(guān)微生物自身的新陳代謝，造成厭氧反應(yīng)受到影響。因此，要保證厭氧過(guò)程高效順利的進(jìn)行，在反應(yīng)過(guò)程中要求溫度保持穩(wěn)定。

　　3.2 堿度

　　在厭氧反應(yīng)過(guò)程中，堿度可以很好地反映體系的緩沖能力，在反應(yīng)過(guò)程中通常作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)之一。一般厭氧體系的pH范圍在6.0~8.5之間，在此范圍內(nèi)能起有效緩沖作用的主要是HCO-3，所以在厭氧反應(yīng)過(guò)程中多以碳酸氫鹽堿度為判斷標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)廢水中VFA通常較高，容易酸累積，使厭氧反應(yīng)停滯在第二階段，產(chǎn)甲烷階段難以進(jìn)行。因此，要保證厭氧反應(yīng)發(fā)酵完全，就要保證厭氧反應(yīng)體系中具有足夠的緩沖物質(zhì)。所以在反應(yīng)過(guò)程中一般要求添加一定的堿度，使得運(yùn)行過(guò)程中始終保持ALK在1500~3000mg/L范圍內(nèi)，可起到有效的緩沖作用，防止pH值驟降帶來(lái)的危害。

　　3.3 接種污泥

　　厭氧菌群對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力較差，且繁殖世代周期較長(zhǎng)，接種污泥的質(zhì)量在很大程度上影響著厭氧系統(tǒng)的啟動(dòng)速度甚至運(yùn)行的成敗，也要保證合適的接種量，如果量少，污泥濃度過(guò)低，在厭氧反應(yīng)進(jìn)行到第二階段時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸積累，此時(shí)產(chǎn)甲烷菌濃度過(guò)低，沒(méi)辦法消化酸產(chǎn)物。但如果接種量過(guò)多，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的缺少使得微生物生存產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，污泥活性會(huì)降低。在一些高效廢水反應(yīng)器中，常以顆粒污泥為接種污泥，以提高處理效率。此外，接種顆粒污泥的性狀也是一項(xiàng)重要參考指標(biāo)。

　　3.4 混合和攪拌

　　傳統(tǒng)的廢水處理中為了使污泥和廢水充分混合，厭氧反應(yīng)池會(huì)人為增加一定的攪拌速率，或者采用一定的進(jìn)水速率對(duì)厭氧污泥產(chǎn)生一定的沖擊，污泥能處理廢水中的有機(jī)物量，也稱為有機(jī)負(fù)荷率，即有機(jī)物含量與微生物量的比值。另外在啟動(dòng)厭氧反應(yīng)設(shè)備時(shí)，也需要注意考慮負(fù)荷高低以及微生物量的高低，提高厭氧微生物的繁殖效率。

　　3.5 有毒物質(zhì)

　　由于工業(yè)廢水處理工藝和生產(chǎn)的特殊性，廢水中往往存在一些難以降解的有毒有害物質(zhì)，厭氧微生物雖然會(huì)降解一些有機(jī)化合物，但硫化物、油脂之類的有毒物質(zhì)不僅難以降解，其存在還會(huì)對(duì)厭氧微生物的存在造成威脅，所以會(huì)直接影響厭氧消化反應(yīng)效率。這種影響體現(xiàn)在硫化物質(zhì)還原反應(yīng)中，還原后的硫化物會(huì)對(duì)消化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。

　　系統(tǒng)中的氨氮主要由含氮物質(zhì)代謝產(chǎn)生，如蛋白質(zhì)等，它是微生物的重要氮源，但濃度過(guò)高則會(huì)迅速降低產(chǎn)甲烷菌的活性，引起抑制。而油脂在其進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)后會(huì)被降解成甘油和長(zhǎng)鏈脂肪酸(LCFA)，而這種物質(zhì)會(huì)對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷過(guò)程產(chǎn)生毒害抑制作用，使系統(tǒng)酸化風(fēng)險(xiǎn)大大提高，因此，在厭氧消化過(guò)程中更應(yīng)注重廢水中的該項(xiàng)指標(biāo)。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　目前厭氧生物技術(shù)一直處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但其在處理工業(yè)廢水領(lǐng)域中已經(jīng)應(yīng)用較為廣泛。在厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的應(yīng)用中，為了降低能耗，更加高效綠色環(huán)保的處理工業(yè)廢水，我們應(yīng)該在廢水處理過(guò)程中揚(yáng)長(zhǎng)避短，解決該種技術(shù)的劣勢(shì)，使其得到更好的應(yīng)用。針對(duì)有毒物質(zhì)對(duì)其作用效率產(chǎn)生的影響，應(yīng)在處理前期投加一定量的金屬鹽類，使有毒物質(zhì)含量減少。同時(shí)應(yīng)注意厭氧環(huán)境中pH值、溫度等指標(biāo)的調(diào)節(jié)，使微生物保持良好的活性，利于推動(dòng)廢水的厭氧處理過(guò)程，廢水凈化效果也會(huì)顯著提高。(來(lái)源：陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司)