厭氧生物技術在工業廢水處理中的應用

摘 要：本文主要分析了厭氧生物技術在工業廢水處理中的應用現狀，結合影響厭氧生物消化有機物的幾大因素，對厭氧生物技術在工業廢水處理中的應用前景進行分析。厭氧生物技術以厭氧菌為主體，加強對厭氧菌生存環境的控制和調節有助于提升厭氧菌的消化作用，提高工業廢水處理的質量和效率。因此需要結合不同菌類對環境的不同要求進行合理分配，以實現厭氧生物技術在工業廢水處理中發揮更大的作用。

關鍵詞：厭氧生物技術;工業廢水;處理

隨著現代化工業的發展以及人民生活水平的提升，出現各種新型的工業領域，工業廢水的種類和排量有所增加，對污水治理提出了更高的要求。在可持續發展戰略和生態和諧理念的影響下，厭氧生物技術應用于工業廢水處理應運而生，能有效實現污水處理，同時符合節能減排的要求，有助于實現企業的健康發展。

1 厭氧生物技術在工業廢水處理應用概述

1.1 工業廢水的含義與特征

工業廢水是一種污水和廢水組成的污染物，主要包括一些在制造生產原料、中間產物以及產品的生產過程中產生的廢液。工業廢水與城市生活廢水相比具有種類繁多，污染物組成繁雜，污水處理的難度大，耗費高等特點。

同時，工業污水的產量大、排放量大，約為整個廢水系統的七成。由于產生和處理工業廢水的環境非常復雜，因此工業廢水處理是一項生物、化學、物理等學科綜合的技術。由于污水中污染物的含量高，如果工業廢水直接排放，將會對環境造成極大的、不可逆的影響，此外，工業廢水因其不同的污染物，造成了酸堿度較高。通常情況下，工業廢水的溫度高，易燃易爆等有毒物質含量高也決定了不能直接排放，而必須經過處理。

1.2 厭氧生物處理技術應用原理

工業廢水中有多種、大量的有機化合物，這些物質可以由厭氧微生物或兼性厭氧菌來進行處理。如先準備好厭氧環境，為厭氧微生物的生存和繁殖創造好厭氧環境后，將厭氧微生物投放于廢水中，進行污水治理。微生物的生命活動會對各自的處理對象進行分解和降解，生成無污染、無公害的氣體和小分子有機物，甚至一些有機物如甲烷還可以再利用，實現變廢為寶。微生物對工業廢水的降解過程中，不需要添加輔助介質，僅靠微生物的正常代謝就可以實現污水的處理，該技術又稱為厭氧消化，在污水治理中產生了突出的作用。

2 厭氧生物處理技術的相關原理

2.1 厭氧生化的三個階段

微生物開展生命活動通常是在一個生命集合體中來完成的，構建有突出污水治理效果的生命集合體需要大量的、復雜的細菌，這個過程就是發揮厭氧生物實現污水處理的關鍵。在研究過程中，厭氧微生物的復雜的生活過程通常被分成四個環節：水解階段、酸化階段、產乙酸階段、產甲烷階段。在實際工程中，為實現能更全面、準確的描述厭氧細菌的生理活動，將其重新劃分為三個階段。第一步，厭氧微生物將工業廢水中的物質進行處理。第二步，使經過處理的物質在水中進行揮發。第三步，經過揮發后的工業廢水轉變為甲烷。

在工業污水的處理中運用厭氧生物技術，不僅有效的降低了工業和化工業領域所產生的廢水對生態系統造成的破壞，將工業廢水產生的有毒物質對人民生命財產安全造成的傷害降到最低。而且，處理工業廢水時應用厭氧生物技術，還有助于實現水資源的多次使用，降低工業企業的成本。

2.2 厭氧生物技術之于工業廢水處理的可行性

厭氧生物處理以直觀而具體的方式可以解釋為，在厭氧條件下，兼性厭氧菌與厭氧細菌以及其他微生物之間的相互影響的生命活動，將污水中的大分子有毒害的有機物進行降解，生成以無毒無害，無污染的小分子有機物和無機鹽。這一過程不需要再投入外界資源，被分解的有機物作為受氫體，在被降解的同時產生一定的甲烷氣體。

厭氧生物技術相比好氧生物技術，具有更廣闊的使用空間，有更好的應用前景。第一，厭氧技術的成本較低，對工業廢水進行厭氧處理技術可以提升經濟效益。第二，厭氧生物技術的應用，對企業而言降低了排污費用。第三，在厭氧系統中污泥的處理成本相對于好氧生物技術幾乎可以忽略不計。

3 厭氧生物技術在工業廢水處理應用中的影響因素

3.1 溫度

微生物對生存環境的溫度有較嚴格的要求，且不同的微生物對環境的適應溫度有所不同。只有處于適宜溫度中，微生物才能通過生命活動與新陳代謝發揮出消化能力，最大程度發揮降解各種有機物的能力。因此在實際應用中，需要加強對溫度的控制，最適宜溫度的確定借助實驗，分析消化率。實際上，厭氧微生物的生存環境可分為常溫、中溫、高溫狀態，對于不同的溫度狀態，需要結合不同的相關的厭氧消化技術發揮消化作用。

3.2 pH

厭氧微生物降解有機物的過程不需要輔助介質，但由于厭氧微生物對環境的酸堿性有較高的要求，必須根據pH調整各種微生物的組成，才能滿足消化反應的要求。不同菌類對酸堿性的要求不同，其中，甲烷菌要求酸堿適宜，因此培養皿中的液體不能出現過酸或過堿的狀況，從而使得種菌類大量繁殖，同時快速消化有機物。產酸菌和其他菌類不同，對酸堿性要求控制在4.5～8.0。為最大程度發揮酸堿性對菌類消化反應的輔助作用，對于在同一個容器中進行繁殖的菌類，需要結合各種菌類所適應的pH，綜合確定容器環境中的最佳pH。

3.3 氧化還原電位

厭氧微生物在無氧的環境中進行消化反應，發揮降解有機物的作用，但處理廢水的過程中，厭氧反應器中出現氧氣也是不可避免的。且厭氧微生物所需的厭氧環境不是絕對意義的無氧，相關人員需要測定各種菌類的適應氧氣濃度，根據所得標準判定容器中的氧氣含量，以便于進行有效的調整控制，促使菌類的繁殖和消化。一般而言，通常通過氧化還原電位來進行氧氣濃度的判斷，應當確定各種菌類的氧化還原電位保持在最佳范圍。

3.4 有毒物質

厭氧微生物會對一部分有機化合物起到降解的作用，但廢水中的有機化合物只是眾多污染物質中的一種。污水中存在的重金屬等有毒物質，不僅難以降解，還會威脅到厭氧微生物的生存，大大降低厭氧消化反應的效率。主要表現為，在硫化物質的還原反應中，硫化物的還原產物會反過來抑制消化反應，形成負反饋調節。為降低這種負反饋作用的影響，需要投入金屬鹽以減少有毒物質。

4 厭氧微生物技術在工業廢水處理中的應用前景

在工業廢水的處理中，應以厭氧生物技術為主，好氧生物技術為輔。由于相比傳統的好氧生物技術，厭氧生物技術在工業廢水處理中的應用具有成本低、能源消耗少的優點。在氣候適宜的地區應用厭氧技術，有助于全面提高城市對工業廢水的處理效率。但是，考慮到該項技術對有毒物質具有較高的敏感性，重金屬和硫化物會極大的影響甲烷菌的繁殖。因此，還需要將厭氧生物技術與其他工業廢水處理技術進行結合，探索綜合處理循環系統。

5 小結

隨著科技的發展以及經濟社會的進步，厭氧微生物技術在工業廢水處理中的運用日趨成熟，厭氧微生物技術在工業廢水處理中有著廣闊的應用前景。在處理造紙廢水、皮革制造相關廢水、啤酒加工廢水、機械制造廢水等工業廢水中，該技術取得了良好的效果。對于現存的一些缺陷需要進一步改善，以提升厭氧微生物技術在工業廢水處理中的實際效果。

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[3]劉磊.工業廢水處理中厭氧生物技術應用研究[J].資源節約與環保，2019，（8）：83.

作者簡介：

朱雅娟（1988- ），女，山西大同人，漢族，2015年畢業于中國礦業大學機械工程專業，本科，助理工程師，現從事環保工作。