QBR高效生化處理技術(shù)在處理化工廢水中的應(yīng)用

鞠建偉

摘 要：化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中排放的大多都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒有害和生物難以降解的高濃度化工廢水，處理的難度大。針對(duì)高濃度化工廢水的特點(diǎn)和傳統(tǒng)的好氧生化處理方式的局限，本文介紹了穩(wěn)定可行的QBR高效生化處理技術(shù)，并就其應(yīng)用進(jìn)行了綜合分析，證實(shí)了QBR高效生化處理技術(shù)對(duì)高濃度化工廢水的處理具有很好的效果。

關(guān)鍵詞：高濃度 化工廢水 QBR

中圖分類號(hào)：X78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0033-02

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，化工產(chǎn)品種類越來(lái)越多，人類生活的方方面面都離不開化工。但化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的排放物對(duì)環(huán)境的污染很大，對(duì)人類健康的危害也日益嚴(yán)重，尤其是在制藥、染料、日化等精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中排放的物質(zhì)，大多是高濃度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、有毒害以及難生物降解。由這類高濃度化工廢水引發(fā)的一系列水體嚴(yán)重污染、生態(tài)環(huán)境劇烈惡化、威脅人體健康等問(wèn)題，逐漸受到社會(huì)各界和政府環(huán)保部門的關(guān)注。

當(dāng)前，化工廢水已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的難處理廢水之一，而高濃度化工廢水處理的最終標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠的《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ343-2010）。高效、經(jīng)濟(jì)地處理高濃度化工廢水具有重要的意義。處理好高濃度化工廢水，不僅能保護(hù)人民的身體健康，又能實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 高濃度化工廢水的特點(diǎn)

高濃度化工廢水具備的主要特點(diǎn)為：濃度高、排放量大、組成復(fù)雜多樣、生物難以降解。不同的化工廢水的水質(zhì)差異很大。就化學(xué)需氧量而言，較低的化工廢水也在2500～3500 mg/L之間，高的甚至達(dá)每升數(shù)萬(wàn)毫克、幾十萬(wàn)毫克；另外，它含有很多有毒有害物質(zhì)，精細(xì)化工廢水有許多有機(jī)污染物，如鹵素化合物、硝基化合物，都對(duì)微生物具有毒害作用；同時(shí)，廢水中含有殺菌作用的表面活性劑及分散劑等；而且，廢水的可生化性差，色度高。

2 A/O工藝及其局限性

目前國(guó)內(nèi)處理高濃度化工廢水技術(shù)主要采用的水處理工藝路線為“預(yù)處理+A/O生化處理+深度處理”。國(guó)內(nèi)外多數(shù)采用A/O工藝即缺氧、好氧生物法來(lái)處理高濃度化工廢水。

（1）A/O工藝的原理。A/O法是改進(jìn)的活性污泥法，使有機(jī)污染物得到降解，并具有一定的脫氮除磷功能。在缺氧段，異養(yǎng)菌將可溶性有機(jī)物和懸浮污染物水解為有機(jī)酸，將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)物，可提高廢水的可生化性和處理廢水的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌對(duì)蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化，游離出氨，完成生態(tài)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理。

（2）局限性。高濃度化工廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物存在很多，經(jīng)好氧生物法處理后的水中的COD指標(biāo)不能確保達(dá)標(biāo)；并且，水中含一定量的難降解有機(jī)物，不能完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，異養(yǎng)菌等微生物受溫度、pH、進(jìn)水濃度的影響較大。好氧池中的微生物對(duì)溫度較為敏感，低溫將抑制其生物活性。當(dāng)濃度過(guò)高以至于超過(guò)微生物的耐受能力時(shí)，會(huì)導(dǎo)致處理效果大大降低，尤其要注意好氧工藝段。

3 QBR高效生化處理技術(shù)

韓國(guó)SK集團(tuán)研究開發(fā)的QBR高效生化處理技術(shù)是高濃度化工廢水處理工程的新的高效工藝。

3.1 QBR的概述

（1）QBR高效生化處理技術(shù)的原理。QBR（Quick Bioreactor）高效生物處理技術(shù)是在全面分析廢水中的污染物成分和模擬廢水環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)在廢水處理系統(tǒng)生物處理單元中植入特效微生物菌群，投加特效微生物菌群所需營(yíng)養(yǎng)液（BMM），實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物的充分生物降解，從而提高廢水的可生物降解水平和處理效率。打破了傳統(tǒng)好氧生化處理方式，在好氧污水處理系統(tǒng)中運(yùn)用現(xiàn)代微生物培養(yǎng)技術(shù)，通過(guò)生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)專一性強(qiáng)、高活性的特效微生物菌群進(jìn)行強(qiáng)化，使傳統(tǒng)活性污泥法無(wú)法處理的高濃度化工廢水中的難生化降解有機(jī)物快速、經(jīng)濟(jì)地降解為低濃度、易生化的廢水生物。圖1為QBR高效生化處理技術(shù)典型的工藝流程。

（2）QBR具備明顯優(yōu)勢(shì)。特效微生物菌群長(zhǎng)期生存于含有高濃度毒性的有機(jī)化合物環(huán)境，在其微生物酶的降解作用下，可以降低工業(yè)廢水的生物毒性，提高可生化性，也為其后續(xù)處理創(chuàng)造出有利條件。QBR工藝具有高于傳統(tǒng)活性污泥法10倍以上的容積負(fù)荷，極大地降低了高濃度化工廢水的處理成本。還可以大大縮短處理工藝流程，一次性投資及處理費(fèi)用較傳統(tǒng)的花費(fèi)少。該技術(shù)避免了焚燒法、濕式氧化法等高溫高壓運(yùn)行方式，在常溫、常壓條件下即可實(shí)施，減少了潛在危險(xiǎn)因素，也轉(zhuǎn)移污染物，更不會(huì)帶來(lái)二次污染。較之傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)，啟動(dòng)時(shí)間大大縮短，植入特效微生物菌群兩到三天后即可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，而傳統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間則需一兩個(gè)月；同時(shí)，改善了污泥沉淀性能，抑制污泥膨脹，廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性大大增加。

3.2 應(yīng)用分析

（1）圖2為某化工廠污水QBR工藝流程。

高濃度化工廢水與低濃度化工廢水同時(shí)進(jìn)入QBR反應(yīng)器，經(jīng)QBR中生長(zhǎng)的特效微生物菌群的生化降解作用，可以將廢水中難生化降解的有機(jī)物高效降解；處理后的出水進(jìn)入一沉池，并將QBR的出水進(jìn)行初次沉淀與分離；處理后的出水加入PAC及PAM混凝劑后，進(jìn)入二沉池，進(jìn)行二次沉淀分離。當(dāng)二沉池處理后的出水達(dá)到設(shè)計(jì)排放指標(biāo)后，將其排放至二級(jí)污水處理廠處理。兩座沉池沉淀下來(lái)的污泥一部分回流至QBR反應(yīng)器，另一部分則排入污泥儲(chǔ)池，經(jīng)脫水機(jī)房脫水處理后外運(yùn)。

（2）工藝說(shuō)明。QBR工藝的主反應(yīng)區(qū)是曝氣池，它是QBR技術(shù)的關(guān)鍵構(gòu)筑物，曝氣池內(nèi)有旋流曝氣器，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行供氧曝氣；QBR生化工藝有一定的特殊性，在生化進(jìn)行過(guò)程中會(huì)放熱，導(dǎo)致曝氣池內(nèi)溫度升高，而生化反應(yīng)的特效微生物菌群在不同溫度下會(huì)有不同的處理效果。為了避免較高溫度下特效微生物菌群處理效果降低，影響化工廢水的處理?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)使用板式換熱器對(duì)池內(nèi)進(jìn)行降溫處理工作，確保特效微生物菌群的處理效果。

（3）主要操作原則。①將QBR曝氣池的污泥濃度控制于6000～15000 mg/L。在正常情況下，污泥濃度高就說(shuō)明污泥量多或老化，此時(shí)需要及時(shí)排泥。②將QBR池DO值控制在2.0～4.0 mg/L。DO值過(guò)小，曝氣量不足會(huì)出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，妨礙特效微生物菌群正常的代謝過(guò)程，進(jìn)而引起污泥膨脹，甚至造成污泥腐化發(fā)臭，化工廢水處理能力降低。③使QBR池TDS含量控制指標(biāo)大于25 g/L。向QBR池加入新鮮水來(lái)降低TDS含量，并根據(jù)混合廢水TDS分析結(jié)果調(diào)整流量，確保TDS含量在工藝要求范圍內(nèi)。④出水的COD值控制指標(biāo)大于500 mg/L。COD值反映QBR的處理效果，化工廢水處理量過(guò)大或QBR效果不好都會(huì)導(dǎo)致出水COD值升高?？刂茝U水處理量、將不合格污水回流來(lái)保證出水COD值在指標(biāo)范圍內(nèi)。⑤出水酚類的含量控制指標(biāo)大于10 mg/L，它反映QBR的處理效果，化工廢水處理量過(guò)大或QBR處理效果不好都會(huì)導(dǎo)致出水酚類值升高?？刂茝U水處理量、將不合格污水回流來(lái)確保出水酚類含量在指標(biāo)范圍內(nèi)。

（4）二沉池最終出水水質(zhì)與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比見表1。

由表1可見，系統(tǒng)最終出水的各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)值。QBR高效生化處理技術(shù)對(duì)高濃度化工廢水的處理具有很好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

QBR高效生化處理技術(shù)可根據(jù)高濃度化工廢水中不同水質(zhì)特點(diǎn)培育篩選出適合的特效微生物菌群，能適應(yīng)實(shí)際操作中的水質(zhì)與處理廢水量變化，具有處理效率高，流程簡(jiǎn)單、管理操作方便，適合常溫常壓、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)將會(huì)成為高濃度化工廢水處理工程的重要工藝之一。

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