QBR高效生化處理技術在處理化工廢水中的應用

鞠建偉

摘 要：化工產品生產過程中排放的大多都是結構復雜、有毒有害和生物難以降解的高濃度化工廢水，處理的難度大。針對高濃度化工廢水的特點和傳統的好氧生化處理方式的局限，本文介紹了穩定可行的QBR高效生化處理技術，并就其應用進行了綜合分析，證實了QBR高效生化處理技術對高濃度化工廢水的處理具有很好的效果。

關鍵詞：高濃度 化工廢水 QBR

中圖分類號：X78 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0033-02

隨著經濟的飛速發展，科學技術的快速進步，化工產品種類越來越多，人類生活的方方面面都離不開化工。但化工產品生產過程的排放物對環境的污染很大，對人類健康的危害也日益嚴重，尤其是在制藥、染料、日化等精細化工產品生產過程中排放的物質，大多是高濃度、結構復雜多樣、有毒害以及難生物降解。由這類高濃度化工廢水引發的一系列水體嚴重污染、生態環境劇烈惡化、威脅人體健康等問題，逐漸受到社會各界和政府環保部門的關注。

當前，化工廢水已經成為目前國內外公認的難處理廢水之一，而高濃度化工廢水處理的最終標準是達到城鎮污水處理廠的《污水排入城鎮下水道水質標準》（CJ343-2010）。高效、經濟地處理高濃度化工廢水具有重要的意義。處理好高濃度化工廢水，不僅能保護人民的身體健康，又能實現環境的可持續發展。

1 高濃度化工廢水的特點

高濃度化工廢水具備的主要特點為：濃度高、排放量大、組成復雜多樣、生物難以降解。不同的化工廢水的水質差異很大。就化學需氧量而言，較低的化工廢水也在2500～3500 mg/L之間，高的甚至達每升數萬毫克、幾十萬毫克；另外，它含有很多有毒有害物質，精細化工廢水有許多有機污染物，如鹵素化合物、硝基化合物，都對微生物具有毒害作用；同時，廢水中含有殺菌作用的表面活性劑及分散劑等；而且，廢水的可生化性差，色度高。

2 A/O工藝及其局限性

目前國內處理高濃度化工廢水技術主要采用的水處理工藝路線為“預處理+A/O生化處理+深度處理”。國內外多數采用A/O工藝即缺氧、好氧生物法來處理高濃度化工廢水。

（1）A/O工藝的原理。A/O法是改進的活性污泥法，使有機污染物得到降解，并具有一定的脫氮除磷功能。在缺氧段，異養菌將可溶性有機物和懸浮污染物水解為有機酸，將大分子有機物水解為小分子有機物，不溶性有機物轉化為可溶性有機物，可提高廢水的可生化性和處理廢水的效率；在缺氧段，異養菌對蛋白質、脂肪等污染物進行氨化，游離出氨，完成生態循環，實現污水無害化處理。

（2）局限性。高濃度化工廢水中的多環和雜環類化合物存在很多，經好氧生物法處理后的水中的COD指標不能確保達標；并且，水中含一定量的難降解有機物，不能完全達到排放標準。同時，異養菌等微生物受溫度、pH、進水濃度的影響較大。好氧池中的微生物對溫度較為敏感，低溫將抑制其生物活性。當濃度過高以至于超過微生物的耐受能力時，會導致處理效果大大降低，尤其要注意好氧工藝段。

3 QBR高效生化處理技術

韓國SK集團研究開發的QBR高效生化處理技術是高濃度化工廢水處理工程的新的高效工藝。

3.1 QBR的概述

（1）QBR高效生化處理技術的原理。QBR（Quick Bioreactor）高效生物處理技術是在全面分析廢水中的污染物成分和模擬廢水環境條件的基礎上，通過在廢水處理系統生物處理單元中植入特效微生物菌群，投加特效微生物菌群所需營養液（BMM），實現對目標污染物的充分生物降解，從而提高廢水的可生物降解水平和處理效率。打破了傳統好氧生化處理方式，在好氧污水處理系統中運用現代微生物培養技術，通過生物強化技術對專一性強、高活性的特效微生物菌群進行強化，使傳統活性污泥法無法處理的高濃度化工廢水中的難生化降解有機物快速、經濟地降解為低濃度、易生化的廢水生物。圖1為QBR高效生化處理技術典型的工藝流程。

（2）QBR具備明顯優勢。特效微生物菌群長期生存于含有高濃度毒性的有機化合物環境，在其微生物酶的降解作用下，可以降低工業廢水的生物毒性，提高可生化性，也為其后續處理創造出有利條件。QBR工藝具有高于傳統活性污泥法10倍以上的容積負荷，極大地降低了高濃度化工廢水的處理成本。還可以大大縮短處理工藝流程，一次性投資及處理費用較傳統的花費少。該技術避免了焚燒法、濕式氧化法等高溫高壓運行方式，在常溫、常壓條件下即可實施，減少了潛在危險因素，也轉移污染物，更不會帶來二次污染。較之傳統生物處理系統，啟動時間大大縮短，植入特效微生物菌群兩到三天后即可實現正常運行，而傳統啟動時間則需一兩個月；同時，改善了污泥沉淀性能，抑制污泥膨脹，廢水處理系統運行的穩定性大大增加。

3.2 應用分析

（1）圖2為某化工廠污水QBR工藝流程。

高濃度化工廢水與低濃度化工廢水同時進入QBR反應器，經QBR中生長的特效微生物菌群的生化降解作用，可以將廢水中難生化降解的有機物高效降解；處理后的出水進入一沉池，并將QBR的出水進行初次沉淀與分離；處理后的出水加入PAC及PAM混凝劑后，進入二沉池，進行二次沉淀分離。當二沉池處理后的出水達到設計排放指標后，將其排放至二級污水處理廠處理。兩座沉池沉淀下來的污泥一部分回流至QBR反應器，另一部分則排入污泥儲池，經脫水機房脫水處理后外運。

（2）工藝說明。QBR工藝的主反應區是曝氣池，它是QBR技術的關鍵構筑物，曝氣池內有旋流曝氣器，經鼓風機進行供氧曝氣；QBR生化工藝有一定的特殊性，在生化進行過程中會放熱，導致曝氣池內溫度升高，而生化反應的特效微生物菌群在不同溫度下會有不同的處理效果。為了避免較高溫度下特效微生物菌群處理效果降低，影響化工廢水的處理。現場應使用板式換熱器對池內進行降溫處理工作，確保特效微生物菌群的處理效果。

（3）主要操作原則。①將QBR曝氣池的污泥濃度控制于6000～15000 mg/L。在正常情況下，污泥濃度高就說明污泥量多或老化，此時需要及時排泥。②將QBR池DO值控制在2.0～4.0 mg/L。DO值過小，曝氣量不足會出現厭氧狀態，妨礙特效微生物菌群正常的代謝過程，進而引起污泥膨脹，甚至造成污泥腐化發臭，化工廢水處理能力降低。③使QBR池TDS含量控制指標大于25 g/L。向QBR池加入新鮮水來降低TDS含量，并根據混合廢水TDS分析結果調整流量，確保TDS含量在工藝要求范圍內。④出水的COD值控制指標大于500 mg/L。COD值反映QBR的處理效果，化工廢水處理量過大或QBR效果不好都會導致出水COD值升高。控制廢水處理量、將不合格污水回流來保證出水COD值在指標范圍內。⑤出水酚類的含量控制指標大于10 mg/L，它反映QBR的處理效果，化工廢水處理量過大或QBR處理效果不好都會導致出水酚類值升高。控制廢水處理量、將不合格污水回流來確保出水酚類含量在指標范圍內。

（4）二沉池最終出水水質與設計指標對比見表1。

由表1可見，系統最終出水的各項指標均符合設計值。QBR高效生化處理技術對高濃度化工廢水的處理具有很好的效果。

4 結語

QBR高效生化處理技術可根據高濃度化工廢水中不同水質特點培育篩選出適合的特效微生物菌群，能適應實際操作中的水質與處理廢水量變化，具有處理效率高，流程簡單、管理操作方便，適合常溫常壓、安全系數高等優點，該技術將會成為高濃度化工廢水處理工程的重要工藝之一。

參考文獻

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