水解酸化脫毒預處理工業廢水研究進展

孟家興，陳伯儉，王海松，王文舉

（1.河北工程大學能源與環境工程學院，河北 邯鄲 075000；2.中國新興建筑工程有限責任公司，北京 100079）

工業廢水多采用厭氧處理技術，廢水中有毒有機物對微生物有毒害作用，易使生物處理系統受到沖擊。研究以脫毒為目的的預處理工藝，在工業廢水處理中顯得尤為重要。水解酸化預處理工藝具有運行成本低，改善可生化性，提高酸化度，削減毒性，進而增強后續生化處理效果的特點。因此，水解酸化預處理工藝應用在工業廢水研究中有現實意義。

1 工業廢水的特征

在我國，對環境污染比較嚴重的工業廢水主要為造紙、印染、制藥、制革和石化等工業生產排放的高濃度難降解有機廢水。

制漿造紙廢水主要由蒸煮黑液、制漿造紙中段廢水和抄紙廢水等組成，其中制漿造紙中段廢水包括洗漿廢水、篩選廢水和漂白廢水[1]。而且中段廢水排放量大，污染負荷高，成分復雜，毒性大等特點[2]。

印染廢水主要由退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水等組成，具有高濃度、高色度、高pH值、難降解、多變化五大特征[3]。

制藥廢水主要由抗生素廢水、合成藥物生產廢水、中成藥生產廢水以及各類制劑生產過程中的洗滌水和沖洗廢水等組成[4]。該廢水具有成分復雜、有機物濃度高、可生化性差、色度高和有毒有害物質多等特點[5]。

制革廢水主要來自于鞣前準備、鞣制和其他濕加工工段[6]。廢水具有水質水量波動大，成分復雜，可生化性較好，污染物濃度較高，有毒及抑制類物質等特點[7]。

石化廢水主要是在煉油生產以及熱裂解生產乙烯、丙烯等化工材料過程中，及進一步加工合成有機化學產品的過程中排出的廢水[8]。石化廢水具有水量大、水質不穩、污染物種類多、毒性大等特點。

結合文獻[2,3,5,7,8]報道工業廢水中有毒有機物對微生物產生毒害作用，一般厭氧處理工藝對工業廢水難以達到理想效果，水解酸化工藝能較好地解決有毒有機物廢水難處理問題。

2 水解酸化工藝在工業廢水處理中的應用

2.1 造紙廢水

張安龍等[9]采用水解酸化對廢紙造紙廢水進行預處理，大分子難降解有毒有機物降解為小分子有機物，BOD5/CODCr值由0.42提高到0.53，可生化性有所提高。馬邕文等[10]水解酸化工藝運行條件HRT為6～8h時，溶解性難降解膠體物質降解較明顯，VFA含量較高，此時的酸化度使后續處理效果改善明顯。

2.2 印染廢水

陶星名等[11]研究發現，在水解菌作用下偶氮基、硝基、碳亞氨基等分子結構毒性物質被打破，其中的N被還原為氨氮，結果染料的發色團消失，廢水的色度大大降低。宋夢琪等[12]以分子量和聚乙烯醇降解程度為指標，水解酸化處理后分子量下降了89.2%，PVA去除率為42.3%，好氧生物處理效果大為改觀。

2.3 制藥廢水

陳業鋼等[13]釆用水解酸化處理含髙濃度SO42-的抗生素廢水，結果表明水解酸化有效降低了毒性物質的抑制作用，SO42-去除率60%左右。邵林廣等[14]通過水解酸化工藝將有機氮轉化為氨氮提高了廢水生化性，為后續處理降低了難度。

2.4 制革廢水

丁紹蘭等[15]水解酸化預處理裝置運行穩定后，對模擬皮革廢水的硫化物有較好的去除效果，對后續微生物抑制減少。蔣健翔等[16]經過兩段水解酸化處理廢水中S2-、Cr3+、有機物等毒性污染物大幅度減少，水解酸化出水對后續好氧微生物抑制程度降低。

2.5 石化廢水

王星[16]采用水解酸化技術處理石化廢水，廢水中含有揮發酚、苯系物等有毒物質分解成小分子有機物，降低了CASS工藝的處理難度。熊攀攀[17]采用水解酸化處理后，經UV254和GC-MS測定含有苯環結構物質明顯減少，其中大分子物質轉化為無毒小分子物質，使后續處理難度降低。

3 水解酸化工藝的探討與展望

3.1 水解酸化與其他工藝的組合

肖利平等[18]采用微電解—厭氧水解酸化對制藥廢水進行預處理。潘紅波等[19]水解酸化預處理醫院廢水。朱兆亮等[20]采用芬頓-水解酸化預處理城市污水廠混入工業污水。劉峰等[21]采用鐵碳微電解—水解酸化制藥廢水進行預處理。無論水解酸化工藝與其他工藝組合，還是單獨使用，大多都是應用到工藝為廢水的預處理單元。

3.2 水解酸化工藝的發展趨勢

水解酸化工藝主要是將大分子物質轉變成小分子物質，有毒物質轉變成無毒物質。有機物去除率不高，從而與其他工藝組合才能使有機物降解。因此，可與物理工藝、厭氧或好氧工藝組合進一步提高處理效果。

4 結語

水解酸化工藝可以高負荷運行，由于水解酸化菌對某些大分子和有毒有機物具有獨特的轉化降解能力和抵抗能力，并可以有效提高廢水的可生化性，能為后續處理工藝創造穩定而優良的進水條件。