木薯酒精廢水在化工廢水處理過程中的厭氧協(xié)同應(yīng)用研究

喻金票 吳登科 陳瑜 黃千耀

摘 ?要：生物厭氧法污水處理是當(dāng)前主要的污水處理工程技術(shù)，具有成本低、效果好、無二次污染、還有回收沼氣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)。通過篩選或培養(yǎng)具有特定功能的微生物菌群，添加木薯酒精廢水或污泥，對(duì)經(jīng)預(yù)處理去除對(duì)菌種有毒害作用的特征因子后的化工廢水，來進(jìn)行厭氧協(xié)同處理。文章就木薯酒精廢水作為碳源補(bǔ)充在化工廢水處理過程中的厭氧生物法協(xié)同作用展開研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)化工廢水采用生物法處理的發(fā)展進(jìn)行展望，以期能夠進(jìn)一步的推動(dòng)高效經(jīng)濟(jì)的化工廢水處理技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工廢水處理;厭氧協(xié)同;應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：X703 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）28-0102-03

Abstract： Biological anaerobic wastewater treatment is the main sewage treatment engineering technology at present， which has the advantages of low cost， good effect， no secondary pollution and economic value of biogas recovery. Through screening or cultivating microflora with specific functions， adding cassava alcohol wastewater or sludge， the chemical wastewater was pretreated to remove the characteristic factors that were toxic to the bacteria， and the anaerobic cooperative treatment was carried out. This paper studies the synergistic effect of anaerobic biological method of cassava alcohol wastewater as a carbon source in the process of chemical wastewater treatment， and looks forward to the development of biological treatment of chemical wastewater on this basis， in order to further promote the development of efficient and economical chemical wastewater treatment technology.

Keywords： chemical wastewater treatment; anaerobic cooperation; application research

木薯酒精廢水作為一種可采取高溫CSTR-中溫UASB兩級(jí)厭氧處理效果較好的高濃度廢水[1]，采用生物法進(jìn)行處理時(shí)，厭氧消化部分最為關(guān)鍵，它擔(dān)負(fù)著酒精廢水有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣的工作。厭氧法處理可以將有機(jī)物在廢水中存在的時(shí)間減少，并且對(duì)大分子有機(jī)物分解率較高，關(guān)鍵技術(shù)在于它能大幅度地降低厭氧后出水的COD濃度。該廢水因其高具備比較成熟的厭氧生物處理方法的特點(diǎn)而投入到工業(yè)生產(chǎn)中，既處理了污水，還得到了沼氣能源回收利用。

而化工廢水則多因?yàn)閺U水中的有毒有害物質(zhì)對(duì)生物法望而卻步，尤其是厭氧工藝中甲烷菌群對(duì)外界環(huán)境的高度敏感，使得化工廢水處理設(shè)計(jì)時(shí)首先就排除了生物厭氧法[2]。對(duì)于大型多工藝長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)來說，選擇一種切實(shí)經(jīng)濟(jì)可行的處理方法都是頭等難題，高濃度難降解有機(jī)廢水處理的壓力非常大[3]。本文就生物法處理部分行業(yè)廢水展開探討：木薯酒精廢水作為碳源補(bǔ)充在化工廢水處理過程中的厭氧生物法協(xié)同作用研究。

1 廢水來源

現(xiàn)有化工廢水來源于某企業(yè)脫氫乙酸和山梨酸食品添加劑類精細(xì)化工產(chǎn)品制造產(chǎn)生的廢水。脫氫乙酸生產(chǎn)廢水成分中含有甲苯、脫氫乙酸、鹽酸等物質(zhì)，山梨酸生產(chǎn)廢水成分中含有焦油、甲苯、二氯甲烷、山梨酸、鹽酸等物質(zhì)。該化工廢水具有一定濃度的苯類難降解物質(zhì)和有滅菌作用的物質(zhì)，不能直接進(jìn)生化系統(tǒng)處理，先分別采用針對(duì)性方法降低其中的有毒有害物質(zhì)濃度。

1.1 脫氫乙酸廢水的預(yù)處理

脫氫乙酸廢水的預(yù)處理采取微電解+芬頓的處理工藝，將原有廢水甲苯濃度為2-5mg/L降至1mg/L以下，并將廢水中的大分子物質(zhì)氧化分解為小分子物質(zhì)，提高可生化性。

1.2 山梨酸廢水的預(yù)處理

山梨酸廢水的預(yù)處理則采取化學(xué)混凝+電解氣浮+微電解芬頓工藝，將原有廢水中的焦油、甲苯、二氯甲烷、山梨酸、鹽酸等物質(zhì)降解，甲苯濃度同樣降至1mg/L以下，提高廢水的可生化性。

1.3 待生物處理的化工廢水水質(zhì)綜合指標(biāo)

經(jīng)上述化工廢水水質(zhì)和木薯酒精廢水綜合指標(biāo)如表1，預(yù)處理設(shè)施處理后的化工廢水和經(jīng)生物厭氧處理的木薯酒精廢水指標(biāo)如表2。

2 生物法厭氧協(xié)同

2.1 木薯酒精廢水的厭氧條件

木薯酒精廢水的厭氧采取高溫CSTR+中溫USTR的兩級(jí)厭氧方式，高溫采取全糟式厭氧發(fā)酵，進(jìn)罐廢水指標(biāo)pH值3.5以上，溫度控制在55-60℃。罐內(nèi)指標(biāo)控制揮發(fā)酸（以乙酸計(jì)）小于800mg/L。COD去除率90%以上。

2.2 化工廢水的厭氧條件

利用馴化好的菌種進(jìn)行進(jìn)罐廢水控制指標(biāo)pH值5以上，溫度控制55-60℃。罐內(nèi)指標(biāo)控制揮發(fā)酸（以乙酸計(jì)）800-3000mg/L。

2.3 關(guān)鍵控制點(diǎn)——協(xié)同控制要求

由于廢水成分復(fù)雜，在進(jìn)行菌種馴化過程中，會(huì)出現(xiàn)污泥指數(shù)SVI下降，需要定期給菌種補(bǔ)充碳源，并激活厭氧活性污泥，這就需要利用木薯酒精廢水對(duì)這部分化工廢水進(jìn)行厭氧協(xié)同作用。

當(dāng)出現(xiàn)化工廢水厭氧運(yùn)行罐內(nèi)指標(biāo)pH值小于7.0或者揮發(fā)酸大于2000mg/L時(shí)，需要將木薯酒精廢水經(jīng)厭氧后的廢水或活性污泥直接導(dǎo)入化工廢水厭氧系統(tǒng)，根據(jù)指標(biāo)調(diào)整，每次調(diào)整馴化不超過24小時(shí);如指標(biāo)正常也需要以兩個(gè)月為一個(gè)周期，每次按罐容積的5-8%來添加，控制罐內(nèi)污泥體積數(shù)為10-30%之間。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 化工廢水采用生物法厭氧處理工序中COD去除率分析

該化工廢水經(jīng)預(yù)處理后厭氧運(yùn)行兩個(gè)月的COD變化及其去除率折線圖見圖1。由圖1可知，化工廢水生物厭氧處理后的進(jìn)水COD不穩(wěn)定，在10000-30000mg/L之間波動(dòng)，出水隨著進(jìn)水沖擊負(fù)荷的影響，會(huì)引起滯后反應(yīng)，在第十天的時(shí)候進(jìn)水COD達(dá)到高峰，而出水COD的值持續(xù)數(shù)天偏高，后因第20天時(shí)加入作為木薯酒精廢水的碳源逐漸出現(xiàn)下降，隨著后續(xù)化工廢水的持續(xù)進(jìn)入，盡管進(jìn)水COD還是會(huì)波動(dòng)，但出水已經(jīng)趨于平穩(wěn)，整個(gè)階段COD去除率平均值達(dá)到50%以上，剛開始受沖擊負(fù)荷影響有所波動(dòng)漸降，而且后期菌種適應(yīng)后去除率基本上隨著進(jìn)水濃度變化而變化，也確保了出水COD的穩(wěn)定持續(xù)，耐沖擊能力增強(qiáng)。

3.2 化工廢水采用生物法厭氧處理工序中NH3-N、總磷、總氮變化分析

該化工廢水經(jīng)預(yù)處理后厭氧運(yùn)行兩個(gè)月后，出水的總磷、總氮時(shí)間趨勢(shì)圖見圖2，由圖2可知，該化工廢水經(jīng)預(yù)處理后厭氧反應(yīng)條件下，污水中的總氮在反硝化菌的影響下逐步轉(zhuǎn)化為氨氮，總氮也呈下降趨勢(shì)。在加了作為碳源的木薯酒精廢水后，總磷也有所增加，等系統(tǒng)穩(wěn)定后又能降下來，趨于平穩(wěn)。總氮變化趨向平穩(wěn)。

3.3 化工廢水可生化性分析和成本核算

化工廢水自預(yù)處理后的可生化性就有了一定的提高，BOD/COD的值約在0.3左右;而經(jīng)厭氧系統(tǒng)處理后的BOD/COD的值可達(dá)到0.5左右，總磷總氮也在一定程度上得到了釋放和降解，總體C：P：N比值是更趨于100：5：1，這也給后續(xù)的好氧生物處理法提供很好的運(yùn)行條件。厭氧階段產(chǎn)生的沼氣還能作為清潔能源進(jìn)入動(dòng)力系統(tǒng)，降低了運(yùn)行成本。

根據(jù)采取的總體方案措施，計(jì)算厭氧生物法處理化工廢水處理成本則只是有一部分的電費(fèi)+維修費(fèi)+人工-沼氣替代回收收益的結(jié)果將有可能出現(xiàn)負(fù)值。

4 結(jié)束語

經(jīng)過預(yù)處理的化工廢水可通過控制相關(guān)指標(biāo)，進(jìn)入馴化好的高鹽菌種厭氧系統(tǒng)，定期將厭氧后的木薯酒精廢水或活性污泥進(jìn)行周期性調(diào)控，協(xié)同處置可實(shí)現(xiàn)生物法處理化工廢水，穩(wěn)定有效地降低了廢水中的有機(jī)物濃度，實(shí)現(xiàn)了廢水處理成本的優(yōu)化。由于生物法對(duì)污水中有毒有害物質(zhì)反應(yīng)敏感，而大生產(chǎn)過程中化工廢水來源不穩(wěn)定，對(duì)預(yù)處理工序還需要加強(qiáng)監(jiān)控點(diǎn)控制，形成一套穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)鏈處理系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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