工業廢水處理中厭氧生物技術應用研究

劉 磊

（廣西博環環境咨詢服務有限公司廣東分公司 廣東中山 528403）

1 工業廢水概述

近年來，隨著國家環保投入力度的加大，工業廢水排放量呈現出逐年下降趨勢。據統計，2017年全國廢水排放量約為771億噸，其中工業廢水排放量約為181.6億噸，占廢水排放總量的23.55%。工業廢水是指在工業生產過程中產生的廢水和廢液，種類繁多、成分復雜，且大多工業廢水含有毒有害物質。具體來說，工業廢水水質具有以下特點：污染物成分復雜，處理難度大；種類眾多，處理費用高；排放量大，易造成環境污染。

2 厭氧生物技術工藝原理

厭氧生物技術，又叫厭氧消化技術，是指在無氧、缺氧或硝態氮參與下，厭氧微生物將工業廢水中的有機物轉變成無機物，以及少量細胞物質的技術總稱。厭氧生物技術處理工業廢水的工藝復雜，處理過程中涉及到產氫產乙酸菌、水解產酸菌和產甲烷菌等三大菌群的共同參與。具體來說包括：（1）水解酸化階段：微生物胞外酶作用下，大分子和不溶性水解成可溶解性小分子有機物，并慢慢滲透到細胞中，最終分解為乙酸、丙酸和丁酸等揮發性有機酸、醇類、醛類等；（2）產氫產乙酸階段：產氫產乙酸細菌作用下水解酸化階段所產生的揮發性有機酸和醇類轉換成氫氣、乙酸、二氧化碳等；（3）產甲烷階段：在產甲烷細菌作用下，乙酸鹽、乙酸以及二氧化碳、氫氣等轉化成為甲烷。

3 厭氧生物技術在工業廢水處理中的應用

3.1 制革廢水

皮革生產過程中浸水、脫毛、鞣制、染色等工序中會產生大量化工廢水，皮革行業廢水成分多、濃度高、處理難度大，還具有一定的毒性。處理制革廢水常會采用到物化、分質、厭氧或好氧等多種處理方式相組合。如，鉻鞣廢水應先物化處理，將廢水中的鉻沉淀，然后再將鉻鞣廢水與其他廢水一并處理。選擇“UASB+SBR”組合工藝，處理制革廢水，凈化率高達95%以上。

3.2 造紙廢水

我國是造紙大國，每年產生的造紙廢水量呈現出大幅度增長態勢。造紙廢水污染物濃度高、處理難度大，利用“厭氧IC+好氧”工藝處理造紙廢水，處理后的出水水質可穩定達標。

3.3 釀酒廢水

啤酒工業廢水處理也大量應用生物工藝處理技術，其中“UASB+好氧”工藝組合處理啤酒工業廢水，具有良好處理效果。

4 厭氧生物技術處理工業廢水影響因素

4.1 溫度

不同溫度下厭氧生物對廢水處理的效果明顯不同，溫度會直接影響厭氧生物中的細胞酶的活性。以甲烷菌為例，50℃-60℃是甲烷菌的生存溫度范圍。采取厭氧生物技術處理工業廢水需要保持在一定的溫度范圍，尤其是適宜特定生物生存的溫度范圍，可以保證厭氧生物技術在處理工業廢水中的效率。通常，高溫菌群（45℃-75℃）能源消耗大，低溫菌群（20℃-25℃）發酵效率低，選用中溫菌群（30℃-40℃）進行發酵可做到能源消耗與發酵效率之間較好的協調。

4.2 酸堿度

不同微生物最適宜pH值不同，因此，酸堿度也是影響厭氧微生物處理工業廢水活性的重要因素之一。以產甲烷菌為例，7-7.2為甲烷菌適宜pH值，而產酸菌的適宜生存pH值為4.5-8之間。鑒于厭氧生物處理工業廢水的現實特點，產酸菌、產甲烷菌在相同反應環境，因此，處理器中的厭氧體系pH值應保持在6.8-7.2范圍之間。若超出這一pH值范圍，會對厭氧消化產氣產生不利影響。

4.3 有機負荷

有機負荷率、污泥負荷率和投配率體現的是反應生物處理系統內食料與微生物量間的平衡關系。有機負荷大小會直接影響到厭氧生物技術處理工業廢水的產氣量和工作效率。在一定范圍內，隨著有機負荷的提高，產氣量增加，但有機負荷的提高必然會導致進水停留時間的縮短，進而影響系統處理效率。因此應設置合理的有機負荷率，在保證系統處理效率的前提下，盡量提高系統的利用率、降低運行成本。此外，厭氧活性污泥、微量元素和營養物質、有毒物質，混合和攪拌等也會對厭氧生物技術處理工業廢水產生一定影響。

目前厭氧微生物技術在工業廢水處理中取得了良好效果，除了前述相關工藝外，升流式厭氧污泥床、厭氧濾池等技術也日趨成熟和完善，但仍存在著一定缺陷。下一步，工業廢水處理中，應積極推廣厭氧生物技術工藝，并輔之以好氧生物處理技術等，尤其是在氣候溫暖地區，高效厭氧技術成本低、能耗小，有助于提升城市工業廢水處理效率，同其他技術結合起來，可構建出穩定高效的綜合處理系統。此外，由于厭氧生物技術對環境條件有著較高要求，單獨厭氧生物技術處理工業廢水還難以有效推廣，應積極與其他工藝技術結合起來應用。

結語

綜上，針對我國工業廢水產生量大的嚴峻現狀，應積極推廣能耗少、成本低、環境污染小的厭氧生物技術處理工藝，并將其與其他工藝結合起來，構建綜合循環處理系統，提升工業廢水的處理效率，實現經濟效益和環境效益的有機統一。