厌氧生物处理工业废水影响因素研究论文_林之虹

厌氧生物处理工业废水影响因素研究论文_林之虹

摘要: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。近年来,随着国家环保投入力度的加大,工业废水排放量呈现出逐年下降趋势。据统计,2017年全国废水排放量约为771亿吨,其中工业废水排放量约为181.6亿吨,占废水排放总量的23.55%。工业废水是指在工业生产过程中产生的废水和废液,种类繁多、成分复杂,且大多工业废水含有毒有害物质。具体来说,工业废水水质具有以下特点:污染物成分复杂,处理难度大;种类众多,处理费用高;排放量大,易造成环境污染。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。

关键词:厌氧生物处理;工业废水;影响因素

1.厌氧生物技术工艺原理

厌氧生物技术,又叫厌氧消化技术,是指在无氧、缺氧或硝态氮参与下,厌氧微生物将工业废水中的有机物转变成无机物,以及少量细胞物质的技术总称。厌氧生物技术处理工业废水的工艺复杂,处理过程中涉及到产氢产乙酸菌、水解产酸菌和产甲烷菌等三大菌群的共同参与。具体来说包括:(1)水解酸化阶段:微生物胞外酶作用下,大分子和不溶性水解成可溶解性小分子有机物,并慢慢渗透到细胞中,最终分解为乙酸、丙酸和丁酸等挥发性有机酸、醇类、醛类等;(2)产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸细菌作用下水解酸化阶段所产生的挥发性有机酸和醇类转换成氢气、乙酸、二氧化碳等;(3)产甲烷阶段:在产甲烷细菌作用下,乙酸盐、乙酸以及二氧化碳、氢气等转化成为甲烷。

2.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用

2.1制革废水

皮革生产过程中浸水、脱毛、鞣制、染色等工序中会产生大量化工废水,皮革行业废水成分多、浓度高、处理难度大,还具有一定的毒性。处理制革废水常会采用到物化、分质、厌氧或好氧等多种处理方式相组合。如,铬鞣废水应先物化处理,将废水中的铬沉淀,然后再将铬鞣废水与其他废水一并处理。选择“UASB+SBR”组合工艺,处理制革废水,净化率高达95%以上。

2.2造纸废水

我国是造纸大国,每年产生的造纸废水量呈现出大幅度增长态势。造纸废水污染物浓度高、处理难度大,利用“厌氧IC+好氧”工艺处理造纸废水,处理后的出水水质可稳定达标。

2.3酿酒废水

啤酒工业废水处理也大量应用生物工艺处理技术,其中“UASB+好氧”工艺组合处理啤酒工业废水,具有良好处理效果。

2.4大豆蛋白废水

大豆蛋白生产废水的主要成分为糖类、蛋白质和残渣等有机物,具有有机物浓度高、有机酸性强、悬浮物高、易变性、恶臭气味大等特点。目前国内蛋白生产企业普遍采用厌氧UASB(EGSB)+SBR法处理,取得明显效果。厌氧反应器中采用颗粒污泥,EGSB反应器具有较大的高径比和较大的回流比,使废水与颗粒污泥充分接触,保证了COD的去除率在85%以上。处理过程中产生的大量沼气又为企业提供了可利用的热源。

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,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。

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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般厌氧体系的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。

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。在一些高效废水反应器中,常以颗粒污泥为接种污泥,以提高处理效率。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。另外在启动厌氧反应设备时,也需要注意考虑负荷高低以及微生物量的高低,提高厌氧微生物的繁殖效率。

3.5有机负荷

有机负荷率、污泥负荷率和投配率体现的是反应生物处理系统内食料与微生物量间的平衡关系。有机负荷大小会直接影响到厌氧生物技术处理工业废水的产气量和工作效率。在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气量增加,但有机负荷的提高必然会导致进水停留时间的缩短,进而影响系统处理效率。因此应设置合理的有机负荷率,在保证系统处理效率的前提下,尽量提高系统的利用率、降低运行成本。此外,厌氧活性污泥、微量元素和营养物质、有毒物质,混合和搅拌等也会对厌氧生物技术处理工业废水产生一定影响。目前厌氧微生物技术在工业废水处理中取得了良好效果,除了前述相关工艺外,升流式厌氧污泥床、厌氧滤池等技术也日趋成熟和完善,但仍存在着一定缺陷。

下一步,工业废水处理中,应积极推广厌氧生物技术工艺,并辅之以好氧生物处理技术等,尤其是在气候温暖地区,高效厌氧技术成本低、能耗小,有助于提升城市工业废水处理效率,同其他技术结合起来,可构建出稳定高效的综合处理系统。此外,由于厌氧生物技术对环境条件有着较高要求,单独厌氧生物技术处理工业废水还难以有效推广,应积极与其他工艺技术结合起来应用。

4.厌氧生物处理的发展方向分析

目前,我国的大豆蛋白生产企业已经建成上百家,数十家企业具有较大规模。我国目前的大豆蛋白生产水平是生产1吨大豆分离蛋白排放30-35吨大豆乳清废水是我国厌氧生物处理的发展方向,带来的效益也比较高。如:节约一定的水资源,我们国家各地的居民用水收费,这个涉及到了居民水费的经济问题,同时污水经过处理后,里面的一些传染性物质被去除,从根本上切断了疾病的传播来源避免了居民因为健康因素带来的经济损失。污水经过大豆废水处理后可以再利用,节约水资源这一点是毋庸置疑的,同时大豆废水处理的运行是需要消耗一定电量的,所以可以采用厌氧分解技术利用沼气发电,也节约了一部分电力资源。我们说大豆废水处理的环境效益最直接的就是净化污水,使污水不再污染环境,避免污水引发的臭味,优化居民居住环境从而提高生活质量。在企业和工厂飞速增长的今天,在企业为社会带来经济飞速发展的同时,我们发现水污染问题愈发严重,关注大豆废水处理选择合适的污水处理厂家,向经济效益和环境建设共同发展的目标努力。

结语

目前厌氧生物技术一直处于发展状态,但其在处理工业废水领域中已经应用较为广泛。在厌氧生物技术处理工业废水的应用中,为了降低能耗,更加高效绿色环保的处理工业废水,我们应该在废水处理过程中扬长避短,解决该种技术的劣势,使其得到更好的应用。针对有毒物质对其作用效率产生的影响,应在处理前期投加一定量的金属盐类,使有毒物质含量减少。同时应注意厌氧环境中pH值、温度等指标的调节,使微生物保持良好的活性,利于推动废水的厌氧处理过程,废水净化效果也会显著提高。

参考文献

[1]聂红燕.厌氧生物技术应用于工业废水处理中的研究[J].水工业市场,2018(9):15-16.

[2]工业废水的污染现状及防治分析[J].王殿玺.建材与装饰. 2018(01)

论文作者:林之虹

论文发表刊物:《建筑实践》2019年16期

论文发表时间:2019/11/20

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