厌氧生物处理工业废水影响因素研究

２０１９年９月JournalofGreenScienceandTechnology第１８期收稿日期:２０１９Ｇ０６Ｇ１１作者简介:常敏(１９９２—),女,硕士,助理工程师,研究方向为工业废水处理,土地工程.厌氧生物处理工业废水影响因素研究常敏１,２,张盼盼１,２(１．陕西省土地工程建设集团有限责任公司,陕西西安７１００７５;２．陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司,陕西西安７１００７５)摘要:指出了工业废水的厌氧高效处理是所有生产企业热衷和需要转型的方向,厌氧生物技术是废水处理手段中的一种,对比其他手段,该种处理方式以三大类微生物配合发酵的方式进行分解废水中有害成分,处理过程中处理操作比较简单,但影响因素较多,且较为敏感.基于此,分析了厌氧处理方式处理工业废水过程中需要控制的主要影响因素,探讨了其相应原理和应用前景,以期提供参考.关键词:厌氧处理;工业废水;因素;发酵中图分类号:X７０３文献标识码:A文章编号:１６７４Ｇ９９４４(２０１９)１８Ｇ００９２Ｇ０２１厌氧生物处理基本原理近年来,污水厌氧处理因其高效能、低能耗等特点在水处理工程上迅速受到关注[１].随着厌氧生化技术不断成熟和完善,逐渐在高浓度的有机废水处理方面显示出了优越性.目前,在环境工程和能源工程中,它已成为不可或缺的重要技术之一.厌氧发酵过程借助于不同微生物种群间的协同作用,通过水解—酸化(产氢及产乙酸)—产甲烷等一系列反应将有机底物转化为甲烷和无机物.厌氧生物处理废水的过程分为３个阶段:第一阶段首先将大分子物质水解为简单的小分子物质,在这个阶段中需要产氢产乙酸细菌的参与,因此也叫水解酸化阶段;第二阶段将上一阶段产生的有机酸分解转化成氢气、二氧化碳和部分乙酸,这个阶段需要水解产酸菌群的参与;第三阶段是厌氧发酵过程中最重要的一个步骤,在产甲烷细菌的作用下将二氧化碳、氢气、乙酸等转化为甲烷[２].２工业废水的类型和特点由于化工、冶金、皮革等行业生产过程较为复杂,排水量大且流量不稳定等特点,造成工业废水中所含的机物质成分复杂,较难处理,同时对环境造成极大影响.废水中含有大量的难降解和有毒有害物质,因此在处理过程中往往采用生物、化学、物理等联合手段进行处理,处理难度大,所需费用高[３].但在厌氧生物处理中,有厌氧微生物和兼性厌氧菌等的存在,大部分难降解有机物质会被分解为无污染且容易处理的小分子有机物,如甲烷和二氧化碳等气体.因此在厌氧处理过程中,一个良好的厌氧环境条件是极为重要的,也能直接决定厌氧过程的分解效率.因此在微生物厌氧降解过程中不需要再加入再多的辅助介质.３厌氧生物处理工业废水的影响因素３．１温度厌氧微生物菌群对生存温度有一定的要求,只有在适合其自身正常生长所需的温度条件下,微生物才能发挥出自身厌氧反应的优势,使废水中的有机物降解效果达到最大.一般来说,在不同的温度条件下,厌氧反应均可正常进行,但在常温、中温或高温状态下,促进厌氧反应正常进行的菌群种类差异较大[４],其对应的相关的厌氧消化反应过程也不相同,因此反应过程中产生的中间产物也不相同.但是温度波动会抑制相关微生物自身的新陈代谢,造成厌氧反应受到影响.因此,要保证厌氧过程高效顺利的进行,在反应过程中要求温度保持稳定[５].３．２碱度在厌氧反应过程中,碱度可以很好地反映体系的缓冲能力,在反应过程中通常作为重点监测的指标之一[６~８].一般厌氧体系的pH范围在６．０~８．５之间,在此范围内能起有效缓冲作用的主要是HCO－３,所以在厌氧反应过程中多以碳酸氢盐碱度为判断标准.工业废水中VFA通常较高,容易酸累积,使厌氧反应停滞在第二阶段,产甲烷阶段难以进行.因此,要保证厌氧反应发酵完全,就要保证厌氧反应体系中具有足够的缓冲物质.所以在反应过程中一般要求添加一定的碱度,使得运行过程中始终保持ALK在１５００~３０００mg/L范围内,可起到有效的缓冲作用,防止pH值骤降带来的危害[９].３．３接种污泥厌氧菌群对环境适应能力较差,且繁殖世代周期较长,接种污泥的质量在很大程度上影响着厌氧系统的启动速度甚至运行的成败,也要保证合适的接种量,如果量少,污泥浓度过低,在厌氧反应进行到第二阶段时会产生酸积累,此时产甲烷菌浓度过低,没办法消化酸产物;但如果接种量过多,在反应过程中会因营养物质的缺少使得微生物生存产生竞争,污泥活性会降低[９].在一些高效废水反应器中,常以颗粒污泥为接种污泥,以２９常敏,等:厌氧生物处理工业废水影响因素研究环境与安全提高处理效率[１０].此外,接种颗粒污泥的性状也是一项重要参考指标.３．４混合和搅拌传统的废水处理中为了使污泥和废水充分混合,厌氧反应池会人为增加一定的搅拌速率,或者采用一定的进水速率对厌氧污泥产生一定的冲击,污泥能处理废水中的有机物量,也称为有机负荷率,即有机物含量与微生物量的比值.