精細(xì)化工行業(yè)環(huán)境保護(hù)與污水生物處理技術(shù)

董曉夢(mèng)

（江蘇南資環(huán)保科技有限公司，江蘇南京 211132）

利用化工技術(shù)和生物技術(shù)所帶來(lái)的污水處理方法，主要是應(yīng)用一些生化手段，或者是將各種不同類別的微生物培養(yǎng)在污水中，讓它們大量繁殖，從而分解污水中的主要污染物，完成廢水凈化的工作。本文主要介紹了幾種安全有效的生物化工污水處理技術(shù)，希望對(duì)日后各種來(lái)源的污水處理有所幫助。

1 需氧菌的活性技術(shù)

將專性需氧微生物培養(yǎng)至污染河道的淤泥中，從而使淤泥具有生物活性是最早將生物技術(shù)應(yīng)用于污水治理的方法。通過(guò)人為的技術(shù)干預(yù)，使得該微生物在淤泥中呈現(xiàn)不同的生存狀態(tài)。但此種方法有一定的局限性，由于吸氧微生物隨時(shí)隨地處于活動(dòng)狀態(tài)，其在淤泥中分布的密度不均勻，因此整個(gè)治污系統(tǒng)的反應(yīng)器有時(shí)會(huì)出現(xiàn)識(shí)別困難的問(wèn)題，從而使治污工作出現(xiàn)延后的情況。除此之外，整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行還受到以下因素的影響。

1.1 微生物的沉降

淤泥中的微生物常呈現(xiàn)聚集狀分布，當(dāng)一個(gè)群落的聚集程度大于一定數(shù)量的時(shí)候，便會(huì)在淤泥中處于相對(duì)固定的狀態(tài)，反應(yīng)感受器往往會(huì)由于微生物分布不均而無(wú)法識(shí)別。為了解決這一問(wèn)題，有關(guān)技術(shù)人員想出了集體沉降的方法。先將微生物分散開(kāi)來(lái)，讓其在污水中的密度處于相對(duì)均勻的狀態(tài)，然后再運(yùn)用化工技術(shù)，使微生物沉降于淤泥之中，限制其活動(dòng)范圍，這樣就能保證每一個(gè)反應(yīng)感受器不受微生物自身的聚集密度影響，從而在需要時(shí)保持一個(gè)連續(xù)工作的狀態(tài)。

1.2 循環(huán)設(shè)備的建立

如果沒(méi)有技術(shù)的加持，充滿污水的河道往往是沒(méi)有健全的循環(huán)系統(tǒng)，為了讓河道得到快速的清理，政府機(jī)構(gòu)往往會(huì)采取只排不進(jìn)的措施。但可想而知這種方法往往是行不通的。因?yàn)樵诤拥赖讓拥挠倌嘀校囵B(yǎng)了大量的凈化微生物，如果河道沒(méi)有建立完整的循環(huán)設(shè)備的話，會(huì)造成微生物的大量流失，久而久之，需氧微生物對(duì)于河道污染的凈化功能就幾乎為零了。所以必須建立可靠的循環(huán)系統(tǒng)，為的是保留住有用的微生物，同時(shí)也要排掉要處理的污水。那么如何實(shí)現(xiàn)在保留微生物的同時(shí)過(guò)濾掉污水呢？環(huán)境部門的技術(shù)人員想到一個(gè)方法，就是在循環(huán)系統(tǒng)的底部，增加一層吸附過(guò)濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地吸附住微生物，而對(duì)于不需要的污水，便能從大分子濾網(wǎng)中濾過(guò)[1]。隨后，那些依附在吸附網(wǎng)上的微生物，便會(huì)隨著循環(huán)系統(tǒng)再次被推向河道中心，在淤泥中趨向均勻分布，實(shí)現(xiàn)有效微生物的循環(huán)利用。

2 厭氧菌的輔助作用

由于需氧菌只能處理小分子的污染物，完成其降解，往往對(duì)于大分子的污染物是不能起到任何作用的。這時(shí)便需要引入?yún)捬蹙膸椭捬蹙苡行Х纸獯蠓肿宇w粒，雖然不能將其直接降解為有機(jī)物，但卻可以使大分子顆粒分解為小分子顆粒，小分子顆粒的分布較大分子顆粒更為分散，能更加廣泛地接觸于淤泥中的需氧菌，在需氧菌的幫助下最后可以降解為對(duì)河流無(wú)害的物質(zhì)[2]。這種厭氧菌和需氧菌交替接力的處理方法，能更加全面地清理有害物質(zhì)，取得比只用單種菌株凈化水源更顯著的成效。

3 解氮處理

解氮處理主要是用生化技術(shù)脫下原污水中的氮原子，這些氮原子通過(guò)二次沉降于污泥系統(tǒng)中，這一部分帶有沉降污染物的淤泥，會(huì)隨著設(shè)計(jì)好的循環(huán)系統(tǒng)混入原污水中，最后隨著河底暗流排出主河道外。而沉降氮原子后留下的水是可以循環(huán)利用的，它們一部分會(huì)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)被再次推送到河流中部，另外的部分會(huì)隨著河流分支用于灌溉田野，還有極少一部分會(huì)匯入地下徑流運(yùn)送至遠(yuǎn)方，或是運(yùn)用于灌溉，也可能會(huì)成為生活用水。

4 去磷

污水的治理還必須包括去磷這一步驟。為了提高凈水效率，去除氧原子和磷離子往往是同時(shí)進(jìn)行的，因?yàn)閰捬蹙M(jìn)行工作必須在無(wú)氧或缺氧的環(huán)境中進(jìn)行，如果有機(jī)物中有大量氧原子的存在，無(wú)疑會(huì)降低厭氧菌的工作效率[3]。在去氧工作完成之后，緊接著就是去磷。這個(gè)步驟會(huì)造成淤泥中存在大量的磷離子，如果這些淤泥中的磷離子得不到妥善的處理，就會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染，隨著河流分支分布到城市的各個(gè)地方，如果將其應(yīng)用于莊稼灌溉，得到的農(nóng)作物便沒(méi)有了安全保障。因此去磷操作后的淤泥需集中進(jìn)行處理，防止其隨著河流的涌動(dòng)到處擴(kuò)散。

5 特殊微生物的利用

將特殊微生物運(yùn)用于河道污水治理是比較環(huán)保的方式。由于特殊微生物降解的河道所沉降下來(lái)的淤泥有大量的有機(jī)物，有些含有豐富的蛋白質(zhì)，有些微生物完成工作后，失去了生物活性，但是菌體中含有大量的維生素。這些河底的淤泥可供多種植物生長(zhǎng)，例如水草等。它們吸收了淤泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在河道排水區(qū)，農(nóng)戶們可以將這些植物收集上來(lái)供給家畜食用。另外這些河道淤泥有豐富的營(yíng)養(yǎng)，可以用于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。由于特殊微生物的種類十分廣泛，他們所能處理的污染物種類覆蓋面更加廣泛。像污水中存在的酒精、洗滌劑，甚至一些動(dòng)物糞便，普通的需氧菌和厭氧菌無(wú)法輕易地將它們有效降解，更糟糕的情況是遇到一些化學(xué)藥品，某些生物將其降解后所產(chǎn)生的微小分子或者微小原子可能對(duì)河流生態(tài)的破壞性較原體更為嚴(yán)重，因?yàn)槲⑸飳?duì)于物質(zhì)的分解沒(méi)有選擇性，只要能夠產(chǎn)生生物反應(yīng)，便能全部降解。而特殊微生物的應(yīng)用就能完美的解決這一問(wèn)題，他們能將原有害物質(zhì)進(jìn)行分層降解，大顆粒降解為小顆粒，小顆粒降解為小分子，分子再降解為原子，最終形成對(duì)水源無(wú)害的微粒。另外這些特殊微生物受外界的影響比較小，不像厭氧微生物嚴(yán)重受到氧氣存在與否的影響。特殊微生物對(duì)于河流中的溫度、氧氣濃度和河流中存在著的微量放射物影響微乎其微，且其生存壽命時(shí)間較長(zhǎng)，因此不需要經(jīng)常對(duì)河水的微生物系統(tǒng)進(jìn)行短期內(nèi)的更新，降低了治理污水的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。但由于特殊微生物的生命力極強(qiáng)，繁殖速度極快，它們會(huì)在短時(shí)間內(nèi)成為河道中的優(yōu)勢(shì)菌群從而限制其他微生物的生長(zhǎng)，一旦他們的繁殖速度蓋過(guò)了需氧菌和厭氧菌的繁殖速度，就會(huì)讓清理系統(tǒng)中的去氧去磷環(huán)節(jié)受到影響，時(shí)間一久可能變得渾濁，這與原先凈化水源和治理污水的目的背道而馳。

6 凈化水的質(zhì)量保證

需要測(cè)定沉降過(guò)后的凈化水中的含氮含磷量，只有到達(dá)有關(guān)部門設(shè)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才可以再次應(yīng)用于生產(chǎn)生活。另外過(guò)濾系統(tǒng)也尤為重要，在河道中培養(yǎng)的各種微生物它們對(duì)于小分子有機(jī)物的分解效益較高，但對(duì)于一些較大顆粒的物體，幾乎沒(méi)有作用，所以安裝過(guò)濾系統(tǒng)就只是簡(jiǎn)單地設(shè)置了一層物理屏障，原理雖然簡(jiǎn)單，卻能取得很好的效果。它不似于日常生活中河道的沉積原理，先沉積大塊的石塊，再沉積小塊的石子。污水治理的過(guò)濾系統(tǒng)會(huì)將難沉降的肉眼不可見(jiàn)的物質(zhì)去除，最后再集中處理廚余廢棄物等大塊的垃圾。根據(jù)近年來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這種反向設(shè)計(jì)應(yīng)用取得了很好的成果。

7 結(jié)束語(yǔ)

污水治理中化工技術(shù)與生物技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，是將知識(shí)進(jìn)行跨學(xué)科結(jié)合的成功案例。雖然這種方法目前取得了十分明顯效果，但現(xiàn)在我國(guó)工業(yè)污染和生活污染讓污水治理變得日益困難，所以需要將污水治理技術(shù)進(jìn)行不斷的革新，與時(shí)俱進(jìn)，才能對(duì)未來(lái)無(wú)法預(yù)估的變化做出有效應(yīng)對(duì)。