厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

摘 要：本文主要分析了厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合影響厭氧生物消化有機(jī)物的幾大因素，對厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用前景進(jìn)行分析。厭氧生物技術(shù)以厭氧菌為主體，加強(qiáng)對厭氧菌生存環(huán)境的控制和調(diào)節(jié)有助于提升厭氧菌的消化作用，提高工業(yè)廢水處理的質(zhì)量和效率。因此需要結(jié)合不同菌類對環(huán)境的不同要求進(jìn)行合理分配，以實(shí)現(xiàn)厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中發(fā)揮更大的作用。

關(guān)鍵詞：厭氧生物技術(shù);工業(yè)廢水;處理

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展以及人民生活水平的提升，出現(xiàn)各種新型的工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)廢水的種類和排量有所增加，對污水治理提出了更高的要求。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和生態(tài)和諧理念的影響下，厭氧生物技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廢水處理應(yīng)運(yùn)而生，能有效實(shí)現(xiàn)污水處理，同時(shí)符合節(jié)能減排的要求，有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康發(fā)展。

1 厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理應(yīng)用概述

1.1 工業(yè)廢水的含義與特征

工業(yè)廢水是一種污水和廢水組成的污染物，主要包括一些在制造生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)物以及產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液。工業(yè)廢水與城市生活廢水相比具有種類繁多，污染物組成繁雜，污水處理的難度大，耗費(fèi)高等特點(diǎn)。

同時(shí)，工業(yè)污水的產(chǎn)量大、排放量大，約為整個(gè)廢水系統(tǒng)的七成。由于產(chǎn)生和處理工業(yè)廢水的環(huán)境非常復(fù)雜，因此工業(yè)廢水處理是一項(xiàng)生物、化學(xué)、物理等學(xué)科綜合的技術(shù)。由于污水中污染物的含量高，如果工業(yè)廢水直接排放，將會(huì)對環(huán)境造成極大的、不可逆的影響，此外，工業(yè)廢水因其不同的污染物，造成了酸堿度較高。通常情況下，工業(yè)廢水的溫度高，易燃易爆等有毒物質(zhì)含量高也決定了不能直接排放，而必須經(jīng)過處理。

1.2 厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用原理

工業(yè)廢水中有多種、大量的有機(jī)化合物，這些物質(zhì)可以由厭氧微生物或兼性厭氧菌來進(jìn)行處理。如先準(zhǔn)備好厭氧環(huán)境，為厭氧微生物的生存和繁殖創(chuàng)造好厭氧環(huán)境后，將厭氧微生物投放于廢水中，進(jìn)行污水治理。微生物的生命活動(dòng)會(huì)對各自的處理對象進(jìn)行分解和降解，生成無污染、無公害的氣體和小分子有機(jī)物，甚至一些有機(jī)物如甲烷還可以再利用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。微生物對工業(yè)廢水的降解過程中，不需要添加輔助介質(zhì)，僅靠微生物的正常代謝就可以實(shí)現(xiàn)污水的處理，該技術(shù)又稱為厭氧消化，在污水治理中產(chǎn)生了突出的作用。

2 厭氧生物處理技術(shù)的相關(guān)原理

2.1 厭氧生化的三個(gè)階段

微生物開展生命活動(dòng)通常是在一個(gè)生命集合體中來完成的，構(gòu)建有突出污水治理效果的生命集合體需要大量的、復(fù)雜的細(xì)菌，這個(gè)過程就是發(fā)揮厭氧生物實(shí)現(xiàn)污水處理的關(guān)鍵。在研究過程中，厭氧微生物的復(fù)雜的生活過程通常被分成四個(gè)環(huán)節(jié)：水解階段、酸化階段、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。在實(shí)際工程中，為實(shí)現(xiàn)能更全面、準(zhǔn)確的描述厭氧細(xì)菌的生理活動(dòng)，將其重新劃分為三個(gè)階段。第一步，厭氧微生物將工業(yè)廢水中的物質(zhì)進(jìn)行處理。第二步，使經(jīng)過處理的物質(zhì)在水中進(jìn)行揮發(fā)。第三步，經(jīng)過揮發(fā)后的工業(yè)廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椤?/p>

在工業(yè)污水的處理中運(yùn)用厭氧生物技術(shù)，不僅有效的降低了工業(yè)和化工業(yè)領(lǐng)域所產(chǎn)生的廢水對生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，將工業(yè)廢水產(chǎn)生的有毒物質(zhì)對人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成的傷害降到最低。而且，處理工業(yè)廢水時(shí)應(yīng)用厭氧生物技術(shù)，還有助于實(shí)現(xiàn)水資源的多次使用，降低工業(yè)企業(yè)的成本。

2.2 厭氧生物技術(shù)之于工業(yè)廢水處理的可行性

厭氧生物處理以直觀而具體的方式可以解釋為，在厭氧條件下，兼性厭氧菌與厭氧細(xì)菌以及其他微生物之間的相互影響的生命活動(dòng)，將污水中的大分子有毒害的有機(jī)物進(jìn)行降解，生成以無毒無害，無污染的小分子有機(jī)物和無機(jī)鹽。這一過程不需要再投入外界資源，被分解的有機(jī)物作為受氫體，在被降解的同時(shí)產(chǎn)生一定的甲烷氣體。

厭氧生物技術(shù)相比好氧生物技術(shù)，具有更廣闊的使用空間，有更好的應(yīng)用前景。第一，厭氧技術(shù)的成本較低，對工業(yè)廢水進(jìn)行厭氧處理技術(shù)可以提升經(jīng)濟(jì)效益。第二，厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用，對企業(yè)而言降低了排污費(fèi)用。第三，在厭氧系統(tǒng)中污泥的處理成本相對于好氧生物技術(shù)幾乎可以忽略不計(jì)。

3 厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理應(yīng)用中的影響因素

3.1 溫度

微生物對生存環(huán)境的溫度有較嚴(yán)格的要求，且不同的微生物對環(huán)境的適應(yīng)溫度有所不同。只有處于適宜溫度中，微生物才能通過生命活動(dòng)與新陳代謝發(fā)揮出消化能力，最大程度發(fā)揮降解各種有機(jī)物的能力。因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要加強(qiáng)對溫度的控制，最適宜溫度的確定借助實(shí)驗(yàn)，分析消化率。實(shí)際上，厭氧微生物的生存環(huán)境可分為常溫、中溫、高溫狀態(tài)，對于不同的溫度狀態(tài)，需要結(jié)合不同的相關(guān)的厭氧消化技術(shù)發(fā)揮消化作用。

3.2 pH

厭氧微生物降解有機(jī)物的過程不需要輔助介質(zhì)，但由于厭氧微生物對環(huán)境的酸堿性有較高的要求，必須根據(jù)pH調(diào)整各種微生物的組成，才能滿足消化反應(yīng)的要求。不同菌類對酸堿性的要求不同，其中，甲烷菌要求酸堿適宜，因此培養(yǎng)皿中的液體不能出現(xiàn)過酸或過堿的狀況，從而使得種菌類大量繁殖，同時(shí)快速消化有機(jī)物。產(chǎn)酸菌和其他菌類不同，對酸堿性要求控制在4.5～8.0。為最大程度發(fā)揮酸堿性對菌類消化反應(yīng)的輔助作用，對于在同一個(gè)容器中進(jìn)行繁殖的菌類，需要結(jié)合各種菌類所適應(yīng)的pH，綜合確定容器環(huán)境中的最佳pH。

3.3 氧化還原電位

厭氧微生物在無氧的環(huán)境中進(jìn)行消化反應(yīng)，發(fā)揮降解有機(jī)物的作用，但處理廢水的過程中，厭氧反應(yīng)器中出現(xiàn)氧氣也是不可避免的。且厭氧微生物所需的厭氧環(huán)境不是絕對意義的無氧，相關(guān)人員需要測定各種菌類的適應(yīng)氧氣濃度，根據(jù)所得標(biāo)準(zhǔn)判定容器中的氧氣含量，以便于進(jìn)行有效的調(diào)整控制，促使菌類的繁殖和消化。一般而言，通常通過氧化還原電位來進(jìn)行氧氣濃度的判斷，應(yīng)當(dāng)確定各種菌類的氧化還原電位保持在最佳范圍。

3.4 有毒物質(zhì)

厭氧微生物會(huì)對一部分有機(jī)化合物起到降解的作用，但廢水中的有機(jī)化合物只是眾多污染物質(zhì)中的一種。污水中存在的重金屬等有毒物質(zhì)，不僅難以降解，還會(huì)威脅到厭氧微生物的生存，大大降低厭氧消化反應(yīng)的效率。主要表現(xiàn)為，在硫化物質(zhì)的還原反應(yīng)中，硫化物的還原產(chǎn)物會(huì)反過來抑制消化反應(yīng)，形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)。為降低這種負(fù)反饋?zhàn)饔玫挠绊懀枰度虢饘冫}以減少有毒物質(zhì)。

4 厭氧微生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用前景

在工業(yè)廢水的處理中，應(yīng)以厭氧生物技術(shù)為主，好氧生物技術(shù)為輔。由于相比傳統(tǒng)的好氧生物技術(shù)，厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用具有成本低、能源消耗少的優(yōu)點(diǎn)。在氣候適宜的地區(qū)應(yīng)用厭氧技術(shù)，有助于全面提高城市對工業(yè)廢水的處理效率。但是，考慮到該項(xiàng)技術(shù)對有毒物質(zhì)具有較高的敏感性，重金屬和硫化物會(huì)極大的影響甲烷菌的繁殖。因此，還需要將厭氧生物技術(shù)與其他工業(yè)廢水處理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，探索綜合處理循環(huán)系統(tǒng)。

5 小結(jié)

隨著科技的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步，厭氧微生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的運(yùn)用日趨成熟，厭氧微生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。在處理造紙廢水、皮革制造相關(guān)廢水、啤酒加工廢水、機(jī)械制造廢水等工業(yè)廢水中，該技術(shù)取得了良好的效果。對于現(xiàn)存的一些缺陷需要進(jìn)一步改善，以提升厭氧微生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的實(shí)際效果。

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作者簡介：

朱雅娟（1988- ），女，山西大同人，漢族，2015年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，本科，助理工程師，現(xiàn)從事環(huán)保工作。