還原水解-SBR 法降解化工廢水探討

安 朋，李 寧

（1.新能鳳凰（滕州）能源有限公司，山東 滕州 277500；2.兗礦魯南化工有限公司，山東 滕州 277500）

隨著化工業的快速發展，化工廢水的環境污染問題也越來越嚴重。化工廢水含有較多的可溶性有機污染物和鹽分。在治理化工污水難題時，需要結合化工廢水特點，結合廢水排放量、水質以及化工原料和生產工藝，選擇合適的處理方法，以實現化工生產的經濟效益與環保效益“共贏”。

1 化工廢水來源

從化工業生產工藝分析，導致化工廢水的來源途徑主要來：

1）生產環節廢水。化工業在生產過程中，通常需要采取汽提、酸洗、堿洗以及蒸汽蒸餾等，在此過程中會排放出大量的工業廢水。2）設備清洗。化工生產過程中，需要定期、不定期的對生產的設備儀器進行清洗，以保持設備運行時保持良好工況。設備、容器、管道等清洗時殘留著的化工物料會隨著清洗廢水一起排放，成為化工廢水的重要來源之一。3）原料及產品流失。化工產品生產過程中的原料、成品、半成品運輸等過程中，會遺失在環境中，經由風暴雨雪沖刷，成為環境污染物。4）未反應完的原料。化工業生產時，由于自身純度、反應條件等條件所限，許多化工原料反應不完全成為新的廢物、廢料，在沖刷或循環后進入水體，成為化工原料廢水。5）副產物。化工業生產會產生一些副產品，這些副產品的成分較為復雜，盡管總量不大，通常作為廢液直接排放至環境中，此類廢水處理難度較高。6）設備泄露。化工生產設備及管道封閉不嚴，在物料運輸或生產環節泄露造成的廢液。7）冷卻水。化工生產，冷卻完物料，冷卻水排放會帶走部分物料，成為新的污染源，在物料冷卻過程中會投加穩定劑等化工原料，形成污染。

2 化工廢水特點

化工廢水中含有多種副產物，成分復雜，含有較多的鹽分和可溶性有機污染物，增加了處理難度。

1）處理難度大。化工生產時所使用到的組分由與溶劑類似化合物構成，這類化合物具有多樣性、復雜性特點，化工廢水中的硝基化合物和鹵素化合物等有毒物質的量呈不斷增加態勢，毒性物質不僅污染環境，也會對人體健康構成潛在威脅。

2）成分較復雜。化工廢水的成分極為復雜，廢水中的污染物含量較高，且有毒物質也會不斷增加，加劇水資源污染，色度加深。且化工廢水中的污染物含量較多，處理工序復雜、繁瑣，增加了后期的處理難度。

3）變動幅度大。化工廢水主要是企業的生產環節排放的廢水，無論是污水的水質還是接納污水量等方面的變動幅度相對較大，在未進入污水處理廠處理前，其污水成分復雜，有機物及有毒物質含量高。經預處理后雖然指標符合標準，但后續處理難度依然較大。

3 化工廢水危害及處理方法

化工廢水直接排放會影響周邊水體對自然環境的影響，加劇水體的污染程度，改變水體的功能，污染農村及城市的飲用水水源。此外，受工業廢水污染，還會加劇地下水體污染，造成漁業、農業產量減產。此外，工業廢水中的有毒有害物質經食物鏈，最終還會直接威脅到人的身體健康。因此，應及時做好化工廢水處理達標排放，減少化工生產對環境的影響。

根據化工廢水的處理原理及相關技術，目前處理廢水的主要方式有物理法、生物法和化學法。其中：物理法處理化工廢水，主要是對化工廢水中的不溶性或難溶性懸浮顆粒物進行分離處理，再利用沉淀方式對大懸浮物和生物污泥進行去除處理。化學法處理化工廢水主要是利用含重金屬、酸、堿等物質的廢水進行處理，利用氧化還原、硫酸鹽、硫化物等化學沉淀法處理廢水中的酸堿物質，實現達標排放。生物法處理化工廢水，主要利用微生物有機物進行氧化、分解，使其更具穩定性，并對廢水進行深度處理。其中，化學法處理化工廢水具有效率高、見效快、效果好等優勢，得到了廣泛應用。本文以水解酸化-SBR 生化處理為例，探討了該工藝在化工廢水處理中的實際應用及效果。

4 水解酸化一SBR 生化處理化工廢水實例

4.1 水解酸化-SBR 生化處理流程圖

水解酸化-SBR 生化處理流程圖見圖1 所示。

圖1 水解酸化-SBR 生化處理工藝流程圖

4.2 工藝主要參數

生化處理工藝主要參數見表1。

表1 工藝主要參數

化工廢水水解外部影響因素較多，其中還原水解法處理會降低厭氧水解反應速率，使得參與到厭氧反應中的生物量過少。為此，在實驗中，選擇MBR 工藝及傳統推流反應器相結合，解決了單一膜生物反應器應用易導致物體堵塞的弊端，具有較強的污水負荷適應能力。

實驗用化工廢水取自某化工生產企業的厭氧水解池。污水中的污泥形態表現為細小懸浮液，不易沉降，生物活性差，生物的接種量為MLSS10g/L，混合液揮發懸浮固體濃度：混合液懸浮固體濃度為0.38∶1。為有效解決化工廢水中的難生物降解性，需要污水中的污泥進行培養和馴化。本次實驗所選擇的污泥培養及馴化使用了人工葡萄糖、蛋白胨等有機營養物質培養，并添加適量的含預處理有機化工廢水，將馴化后的活性污泥投加至生物反應器，做好進出水的COD和pH 值登記。詳見表2、表3。

表2 人工配水配料比例 g

表3 實驗用水水質 mg/L

4.3 實驗條件

生物反應器高負荷運行下，在污泥馴化前期，進行人工配水，并做好兼性厭氧型掛膜。約14d 后，監測生物反應器中的實驗中反應器在高負荷下運行。馴化早期，實驗選用人工配水進行兼性厭氧型掛膜，這一步驟決定了馴化實驗的成敗。2 周后，測得反應器中Nv（COD）為2.55kg/（m3·d）。在水力停留約8h，形成足夠量污泥。第15d 起，進行馴化，將預處理化工廢水與人工配水按比例混勻，其Nv（COD）在1.8～2.5kg/（m3·d）區間。然后利用增大廢水比來加強污水中的化學需氧量含量，使反應器填料間的污泥適應生產廢水負荷，直至穩定運行。化學需氧量值從初始的600 mg/L 逐漸增至800mg/L，滿足實驗需要。

5 結論

在水解環節，厭氧微生物在胞外酶的有效作用下，將化工廢水中的污染物分子水解成低分子溶解性物質，有毒有害物質進入酸化池，最終轉換成小分子污染物，降低了廢水的毒性，改善了進水水質及可生化性，為后期的反應器好氧池降解提供便利。此外，水解酸化-SBR 工藝易操作，成本低，對污水中的COD、硝基苯、苯胺等污染物的降解率達到30%、65%、75%以上，這三項指標在馴化環節基本成型。總之，利用還原水解-SBR 法處理工業廢水具有一定的推廣價值，處理后的廢水實現了達標排放，出水水質完全達到國家GB8978-2009 中的一級標準。