厭氧生物處理工業(yè)廢水

1、厭氧生物處理基本原理

　　近年來，污水厭氧處理因其高效能、低能耗等特點在水處理工程上迅速受到關注。隨著厭氧生化技術不斷成熟和完善，逐漸在高濃度的有機廢水處理方面顯示出了*性。目前，在環(huán)境工程和能源工程中，它已成為*的重要技術之一。

　　厭氧發(fā)酵過程借助于不同微生物種群間的協(xié)同作用，通過水解—酸化(產(chǎn)氫及產(chǎn)乙酸)—產(chǎn)甲烷等一系列反應將有機底物轉化為甲烷和無機物。厭氧生物處理廢水的過程分為3個階段：第一階段首先將大分子物質水解為簡單的小分子物質，在這個階段中需要產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的參與，因此也叫水解酸化階段。第二階段將上一階段產(chǎn)生的有機酸分解轉化成氫氣、二氧化碳和部分乙酸，這個階段需要水解產(chǎn)酸菌群的參與。第三階段是厭氧發(fā)酵過程中最重要的一個步驟，在產(chǎn)甲烷細菌的作用下將二氧化碳、氫氣、乙酸等轉化為甲烷。

　　2、工業(yè)廢水的類型和特點

　　由于化工、冶金、皮革等行業(yè)生產(chǎn)過程較為復雜，排水量大且流量不穩(wěn)定等特點，造成工業(yè)廢水中所含的機物質成分復雜，較難處理，同時對環(huán)境造成極大影響。廢水中含有大量的難降解和有毒有害物質，因此在處理過程中往往采用生物、化學、物理等聯(lián)合手段進行處理，處理難度大，所需費用高。但在厭氧生物處理中，有厭氧微生物和兼性厭氧菌等的存在，大部分難降解有機物質會被分解為無污染且容易處理的小分子有機物，如甲烷和二氧化碳等氣體。因此在厭氧處理過程中，一個良好的厭氧環(huán)境條件是極為重要的，也能直接決定厭氧過程的分解效率。因此在微生物厭氧降解過程中不需要再加入再多的輔助介質。

　　3、厭氧生物處理工業(yè)廢水的影響因素

　　3.1 溫度

　　厭氧微生物菌群對生存溫度有一定的要求，只有在適合其自身正常生長所需的溫度條件下，微生物才能發(fā)揮出自身厭氧反應的優(yōu)勢，使廢水中的有機物降解效果達到最大。一般來說，在不同的溫度條件下，厭氧反應均可正常進行，但在常溫、中溫或高溫狀態(tài)下，促進厭氧反應正常進行的菌群種類差異較大，其對應的相關的厭氧消化反應過程也不相同，因此反應過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物也不相同。但是溫度波動會抑制相關微生物自身的新陳代謝，造成厭氧反應受到影響。因此，要保證厭氧過程高效順利的進行，在反應過程中要求溫度保持穩(wěn)定。

　　3.2 堿度

　　在厭氧反應過程中，堿度可以很好地反映體系的緩沖能力，在反應過程中通常作為重點監(jiān)測的指標之一。一般厭氧體系的pH范圍在6.0~8.5之間，在此范圍內能起有效緩沖作用的主要是HCO-3，所以在厭氧反應過程中多以碳酸氫鹽堿度為判斷標準。工業(yè)廢水中VFA通常較高，容易酸累積，使厭氧反應停滯在第二階段，產(chǎn)甲烷階段難以進行。因此，要保證厭氧反應發(fā)酵*，就要保證厭氧反應體系中具有足夠的緩沖物質。所以在反應過程中一般要求添加一定的堿度，使得運行過程中始終保持ALK在1500~3000mg/L范圍內，可起到有效的緩沖作用，防止pH值驟降帶來的危害。

　　3.3 接種污泥

　　厭氧菌群對環(huán)境適應能力較差，且繁殖世代周期較長，接種污泥的質量在很大程度上影響著厭氧系統(tǒng)的啟動速度甚至運行的成敗，也要保證合適的接種量，如果量少，污泥濃度過低，在厭氧反應進行到第二階段時會產(chǎn)生酸積累，此時產(chǎn)甲烷菌濃度過低，沒辦法消化酸產(chǎn)物。但如果接種量過多，在反應過程中會因營養(yǎng)物質的缺少使得微生物生存產(chǎn)生競爭，污泥活性會降低。在一些高效廢水反應器中，常以顆粒污泥為接種污泥，以提高處理效率。此外，接種顆粒污泥的性狀也是一項重要參考指標。

　　3.4 混合和攪拌

　　傳統(tǒng)的廢水處理中為了使污泥和廢水充分混合，厭氧反應池會人為增加一定的攪拌速率，或者采用一定的進水速率對厭氧污泥產(chǎn)生一定的沖擊，污泥能處理廢水中的有機物量，也稱為有機負荷率，即有機物含量與微生物量的比值。另外在啟動厭氧反應設備時，也需要注意考慮負荷高低以及微生物量的高低，提高厭氧微生物的繁殖效率。

　　3.5 有毒物質

　　由于工業(yè)廢水處理工藝和生產(chǎn)的特殊性，廢水中往往存在一些難以降解的有毒有害物質，厭氧微生物雖然會降解一些有機化合物，但硫化物、油脂之類的有毒物質不僅難以降解，其存在還會對厭氧微生物的存在造成威脅，所以會直接影響厭氧消化反應效率。這種影響體現(xiàn)在硫化物質還原反應中，還原后的硫化物會對消化反應產(chǎn)生抑制作用。

　　系統(tǒng)中的氨氮主要由含氮物質代謝產(chǎn)生，如蛋白質等，它是微生物的重要氮源，但濃度過高則會迅速降低產(chǎn)甲烷菌的活性，引起抑制。而油脂在其進入?yún)捬跸到y(tǒng)后會被降解成甘油和長鏈脂肪酸(LCFA)，而這種物質會對厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生毒害抑制作用，使系統(tǒng)酸化風險大大提高，因此，在厭氧消化過程中更應注重廢水中的該項指標。

　　4、結語

　　目前厭氧生物技術一直處于發(fā)展狀態(tài)，但其在處理工業(yè)廢水領域中已經(jīng)應用較為廣泛。在厭氧生物技術處理工業(yè)廢水的應用中，為了降低能耗，更加高效綠色環(huán)保的處理工業(yè)廢水，我們應該在廢水處理過程中揚長避短，解決該種技術的劣勢，使其得到更好的應用。針對有毒物質對其作用效率產(chǎn)生的影響，應在處理前期投加一定量的金屬鹽類，使有毒物質含量減少。同時應注意厭氧環(huán)境中pH值、溫度等指標的調節(jié)，使微生物保持良好的活性，利于推動廢水的厭氧處理過程，廢水凈化效果也會顯著提高。