1 广东省环境保护工程研究设计院 510635;2广东省环境工程装备总公司
摘要：随着经济的发展,化工废水对环境的污染加剧,化工产品生产过程中排放的大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的有机物污染物质,处理的难度大.高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。固定化生物技术是一种比一般生物处理法更为高效的生物技术，该技术具有生物密度高、反应迅速、生物流失量少、反应控制容易的优点。本文系统介绍了微生物固定化生物技术在水处理中的最新应用情况。对固定化生物技术的发展、固定化方法以及固定化生物技术需解决的问题和该技术的应用前景作了阐述。
关键词：固定化微生物；生物技术；水处理
1 化工废水的特点
随着经济的高速发展,化工产品生产过程对环境的污染加剧,对人类健康的危害也日益普遍和严重,其中特别是精细化工产品(如制药、染料、日化等)生产过程中排出的有机物质,大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的物质.因此,化工废水处理的难度较大。近年来我国化工行业的环境污染防治工作取得了较大进展,废水治理率、排放达标率逐年有所增长.但目前化工行业废水排放达标率仍不高,对高效、低成本的处理化工废水新工艺、新技术的研究,已经成为世界各国科学家和工程师研究的重点之一。化工废水的基本特征是[1]:(1)水质成分复杂,副产物多,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,增加了废水的处理难度;(2)废水中污染物含量高,这是由于原料反应不完全和原料、或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的;(3)有毒有害物质多,精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的,如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;(4)生物难降解物质多,B比C低,可生化性差;(5)废水色度高。
2 化工废水的生物处理技术的发展
其一，好氧活性污泥法的发展,用筛选、驯化、诱导、诱变和基因育种等手段培制能分解难生物降解有机物的工程菌是改进当前活性污泥工艺重要途径之一.在厌氧工艺中除了改良菌株以外,还改进生物处理的主要流程,如A/O,A2/O流程,对除去难降解有机物是极为经济和有效的.生物膜法是一种耐毒性基质较强的接触生物氧化工艺,但处理的水质不如活性污泥好,将二者结合作用即可显著提高生化降解功能。其二，高效微生物优势菌种选育,在国内现有二级处理设施中,生物处理占70%~80%,生活污水生物处理占100%.目前废水的生物处理的新技术、新工艺研究活跃,对难降解污染物的高效降解菌的选育与应用研究是当前生物处理中重要方向.国外已经工业化生产用于多种难降解工业废水处理的微生物制剂,如以色列的海滩被200 t油污染,采用选育的石油降解菌三个月内降解石油类污染物80%.国内在有机磷农药废水优势菌种选育方面也有许多工作,如成都生物所等选育出有机磷优势降解菌种。其三，固定化细胞技术(简称IMC),也叫固定化微生物技术,是指通过化学或物理手段,将筛选分离出的适宜于降解特定废水的高效菌株,或通过基因工程技术克隆的特异性菌株进行固定化,使其保持活性并反复利用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺设计内容
3.1 工艺原理
一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，经过预处理后的化工废水折流进入内回流厌氧折流式填充床，利用厌氧微生物进行厌氧生物处理; 废水折流进入缺氧折流式填充床，利用兼性微生物进行缺氧生物处理; 处理后的废水折流进入好氧折流式填充床，利用好氧微生物进行好氧生物处理;废水进入斜板式沉淀区经沉淀后出水; 厌氧微生物、所述兼性微生物、所述好氧微生物三种微生物相对隔离。固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，其中内回流厌氧折流式填充床是对 ABＲ 工艺的改进创新，起端折流板反应室采用内回流型式，待处理废水进入内回流段并与厌氧污泥混合，内回流厌氧折流式填充床在去除废水中 COD 的同时，也对特征污染物进行强化降解。其中好氧折流式填充床采用好氧接触氧化工艺型式。图1废水处理工艺流程。
2.2 一体化设备设计
本设计还提供一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，进水管连接内回流厌氧折流式填充床，内回流厌氧折流式填充床连接缺氧折流式填充床，缺氧折流式填充床连接好氧折流式填充床，好氧折流式填充床连接斜板式沉淀区; 内回流厌氧折流式填充床设置有多个折流板反应室，起端折流板反应室装有塑料环，塑料环内包多孔轻质的悬浮填料，填料固定有降解特征污染物的优势微生物菌群; 起端折流板反应室以外的厌氧折流板反应室装有悬挂的挂膜填料; 厌氧区挂膜填料也固定有降解特征污染物的优势微生物菌群; 缺氧折流式填充床下部设置曝气装置，缺氧折流式填充床还设置有悬挂的挂膜填料; 好氧折流式填充床设置有曝气装置和悬挂的挂膜填料。固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，斜板式沉淀区设置有沉淀泥斗和斜板，沉淀区连接出水堰与出水管。其中内回流厌氧折流式填充床的起端折流板反应室设有搅拌器和分流挡板，通过分流挡板和控制搅拌条件形成内回流。
2.3 工艺特点
本设计结合固定化微生物技术，综合并优化了ABＲ、A / A / O、A / O 和接触氧化工艺特点，补齐不足，集成创新出一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，对比传统废水处理工艺，具有主要特征:( 1) 内回流厌氧折流式填充床是对 ABＲ 工艺的改进创新，起端折流板反应室设有搅拌器，强化布水和混合效果，同时装有塑料环内包多孔轻质的悬浮填料，控制搅拌条件形成内回流，内回流降低了起端折流板反应室的处理负荷，提高了厌氧生物处理效率，其余的厌氧折流板反应室均装有悬挂的厌氧生物膜挂膜填料，在所有填料中固定有筛选培养的处理特征污染物的优势微生物，从而强化了难降解的特征污染物的降解与去除; 缺氧折流式填充床和好氧接触填充床均设有挂膜填料，强化生物处理作用，提高生物处理效率。( 2) 生物部分各工段之间采用折流式，将厌氧、缺氧和好氧的微生物相对隔离，厌氧 － 缺氧 － 好氧生物处理联合应用，具有处理效率高、能耗低、剩余污泥量少的优点。( 3) 固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺调控灵活，根据待处理的化工废水的特点，对降解特征污染物的优势微生物菌群进行固定，灵活调节厌氧 － 缺氧 － 好氧段，可实现硝化、反硝化、厌氧释磷好氧除磷的过程，从而实现了同时高效去除COD、去除特征污染物以及脱氮除磷的功能。( 4) 固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备多池共壁，具有投资运行费用低、占地面积节省等优点，可广泛应用于化工、制药等工业废水和小水量的生活污水的处理，尤其是含难降解复杂有机物的化工废水的处理。
4 结语
随着我国工业的发展，废水废物的处理对于保护环境来说越来越重要，废水的处理不仅关系到。人们的生活环境的污染问题，而且废水的处理不好很可能影响到我们种植的农作物的安全问题，进而影响到人们的生命安全。本文总结了固定化微生物废水处理技术的发展和当前废水的特点，并对固定化微生物处理废水的工艺进行了探析，以促进现代微生物的废水处理技术的发展。
参考文献:
[1]王驰锋,金建祥,丁成,李建,仝振庭,陈希超,单学凯.一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺研究与设计[J].山东化工,2013,07:131-134.
[2]李珍珍.微生物固定化技术处理含氮服装加工废水的机理研究[D].广东工业大学,2013.
[3]吴伟.固定化微生物技术在处理高浓度有机废水中的应用[J].环境科学与管理,2011,07:105-110.
[4]李珍.高COD化工废水处理工艺研究[D].中南大学,2013.
论文作者:蔡开涵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/24
标签：废水论文; 微生物论文; 流式论文; 生物论文; 化工论文; 工艺论文; 污染物论文; 《防护工程》2017年第26期论文;