工業(yè)廢水處理中厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用分析

陳蔚和

(南昌市環(huán)境科學(xué)研究院有限公司，江西 南昌 330038)

近年來，我國工業(yè)領(lǐng)域取得了較為迅速的發(fā)展，帶動了我國經(jīng)濟(jì)水平的提升。但工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展也加劇了環(huán)境污染問題，尤其是工業(yè)廢水的排放，使水資源污染與水資源短缺問題更加嚴(yán)重。在此背景下，厭氧生物技術(shù)憑借其優(yōu)越性進(jìn)入人們的視野，在工業(yè)廢水處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)的支持下，厭氧生物技術(shù)越來越成熟，發(fā)展空間與發(fā)展前景也越來越廣闊。

1 工業(yè)廢水概況及危害

工業(yè)廢水是在工業(yè)生產(chǎn)過程中由于原材料處理不當(dāng)、生產(chǎn)工藝等原因產(chǎn)生的廢水、廢液等一系列與最終產(chǎn)物無關(guān)的物質(zhì)［1］。由于工業(yè)生產(chǎn)過程中所用到的工業(yè)原料以及生產(chǎn)工藝不同，所產(chǎn)生的工業(yè)廢水也會存在一定的差異，進(jìn)而導(dǎo)致工業(yè)廢水的種類較多，處理起來比較復(fù)雜。工業(yè)廢水中通常會含有大量化學(xué)物質(zhì)及污染物，對人們的健康安全與生態(tài)環(huán)境有著較大威脅。工業(yè)廢水未經(jīng)處理就直接排放的危害包括以下幾點(diǎn)：第一，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水直接排入江、河、湖、海等地表水體，其中的化學(xué)物質(zhì)與污染物會嚴(yán)重污染這些地表水體。若是工業(yè)廢水的排放量較大，還會造成水生動植物的死亡乃至絕跡。第二，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水通過地表徑流等方式逐漸滲透到地下，而滲透到地下的這些未經(jīng)處理的工業(yè)廢水就會對地下水體造成污染。如果人們不慎飲用了被污染過的地下水，就會造成各種病癥，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致死亡。第三，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水滲入到土壤后，其中的化學(xué)物質(zhì)與污染物就會對土壤造成污染，進(jìn)而影響植物以及土壤中微生物的生長，造成食物鏈的污染。第四，一部分未經(jīng)處理的工業(yè)廢水中會帶有較強(qiáng)烈的惡臭氣味，這些氣味散發(fā)到空氣中，會造成較為嚴(yán)重的空氣污染。

2 厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用原理

厭氧生物技術(shù)是一種前沿的工業(yè)廢水處理技術(shù)［2］。該技術(shù)能夠有效處理工業(yè)廢水中的各種有毒物質(zhì)以及其他污染物，進(jìn)而確保經(jīng)過處理的工業(yè)廢水不會對人類以及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生威脅或破壞。微生物是厭氧生物技術(shù)中最關(guān)鍵的物質(zhì)，直接影響著厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的效果。如果缺少了微生物，厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的效果將會受到很大影響。厭氧生物技術(shù)也叫厭氧消化技術(shù)，是在厭氧條件下以兼性厭氧菌、厭氧細(xì)菌以及其他微生物為媒介，利用這幾種微生物的相互作用，降解工業(yè)廢水中的有機(jī)物，進(jìn)而達(dá)到凈化工業(yè)廢水的目的。與此同時(shí)，經(jīng)過厭氧生物技術(shù)處理的工業(yè)廢水，不僅符合工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，還能夠進(jìn)行多次循環(huán)使用，進(jìn)而在較大程度上降低了工業(yè)企業(yè)在工業(yè)廢水處理方面的經(jīng)濟(jì)支出，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。厭氧生物技術(shù)所使用的設(shè)備也比較簡便，便于工作人員的操作，因而厭氧生物技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理中。

3 工業(yè)廢水處理中應(yīng)用厭氧生物技術(shù)的必要性

相較于其他工業(yè)廢水處理技術(shù)，厭氧生物技術(shù)有著較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢［3］。厭氧生物技術(shù)在處理工業(yè)廢水過程中能夠產(chǎn)生相關(guān)的能源物質(zhì)，而且厭氧生物技術(shù)所產(chǎn)生的能源物質(zhì)并不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。除此以外，厭氧生物技術(shù)在處理工業(yè)廢水過程中產(chǎn)生的能源物質(zhì)還具有較為明顯的肥料催化作用，能夠用于農(nóng)業(yè)種植，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。再加上近年來我國的科技水平有了較為明顯的提升，因而厭氧生物技術(shù)也逐漸趨于成熟，而且處理效果顯著，處理范圍也有了較明顯的擴(kuò)大。與此同時(shí)，厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用程序并不復(fù)雜，便于引進(jìn)和應(yīng)用。因此，厭氧生物技術(shù)為企業(yè)提供了較多的能源開發(fā)機(jī)會，在一定程度上促進(jìn)了我國能源開發(fā)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而為工業(yè)領(lǐng)域帶來了社會效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。

4 影響厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水效果的重要因素

雖然厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理方面有著較好的效果，但該技術(shù)處理工業(yè)廢水的效果也會受到諸多因素的影響［4］，如果控制不好這些因素，厭氧生物技術(shù)的工業(yè)廢水處理效果就難以達(dá)到預(yù)期。影響厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水效果的因素有很多，常見的有溫度、酸堿值、有機(jī)負(fù)荷、氧化還原電位以及有害物質(zhì)等。

4.1 微生物繁殖的溫度

微生物是影響厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水效果的直接因素。而微生物在進(jìn)行繁殖和發(fā)生作用時(shí)，對生存空間的溫度具有一定的要求。應(yīng)用厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水時(shí)，需要用到多種微生物，而不同類型微生物的適宜生存溫度也具有一定的差異。只有為微生物提供適宜的生存溫度，微生物才能更好地在厭氧條件下生存，并最大限度地發(fā)揮出其有機(jī)物消化的作用，從而有效分解工業(yè)廢水中的多種有機(jī)物組合成分。因此，相關(guān)工作人員在培養(yǎng)微生物時(shí)，要控制好微生物生存空間的溫度，并且要明確不同種類微生物的消化率，進(jìn)而確定不同種類微生物的適宜溫度，為其提供適宜的生存溫度，如常溫、中溫、高溫等。

4.2 酸堿值的高低

酸堿值也是影響厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水效果的重要因素之一。厭氧微生物在分解工業(yè)廢水中的有機(jī)物時(shí)，會對環(huán)境的酸堿值有一定要求。只有分解環(huán)境內(nèi)的酸堿值符合厭氧微生物的分解要求，厭氧微生物的消化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。不同類型的厭氧微生物對酸堿值的要求也不同，如甲烷菌對酸堿值的要求是適中，所以相關(guān)工作人員在進(jìn)行甲烷菌培養(yǎng)時(shí)，就要將培養(yǎng)皿內(nèi)的酸堿值維持在中等范圍內(nèi)，太酸或太堿都會影響甲烷菌的反應(yīng)效果。除此以外，產(chǎn)酸菌對酸堿值的要求與其它厭氧微生物不同，產(chǎn)酸菌要求環(huán)境內(nèi)的酸堿值保持在4.5到8.0區(qū)間內(nèi)。因此，相關(guān)工作人員在培養(yǎng)產(chǎn)酸菌時(shí)，應(yīng)將產(chǎn)酸菌培養(yǎng)皿內(nèi)的酸堿值維持在這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)。在培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，最好將其單獨(dú)培養(yǎng)。但如果條件有限，不能進(jìn)行單獨(dú)培養(yǎng)，也可在同一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)完成。若在同一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)進(jìn)行厭氧微生物的培養(yǎng)，相關(guān)工作人員就要根據(jù)每種厭氧微生物的適合酸堿值明確培養(yǎng)皿內(nèi)各區(qū)域的最恰當(dāng)?shù)乃釅A值，確保能符合厭氧微生物的生存要求。

4.3 厭氧設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷

厭氧設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷指的是厭氧設(shè)備的有機(jī)承載量，也就是單位量內(nèi)厭氧設(shè)備所能承載的最大工業(yè)廢水量。在處理工業(yè)廢水時(shí)，要將工業(yè)廢水量控制在厭氧設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷內(nèi)，如果工業(yè)廢水的處理量超過了厭氧設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷，厭氧設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就會大幅度降低。超出的量越高，厭氧設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就越低，處理效果也就越差。因此，相關(guān)工作人員要將厭氧設(shè)備的有機(jī)負(fù)荷控制在合理范圍內(nèi)。

4.4 氧化還原電位標(biāo)準(zhǔn)

雖然厭氧生物技術(shù)是在無氧狀態(tài)下完成工業(yè)廢水處理的，但在處理過程中依舊會產(chǎn)生一定的氧氣。對此，相關(guān)工作人員要在處理過程中檢測每種微生物適宜的氧氣含量，再以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行厭氧反應(yīng)池內(nèi)氧氣含量的識別，并對厭氧反應(yīng)池內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。由于氧化還原電位能夠精準(zhǔn)識別出厭氧反應(yīng)池內(nèi)的氧氣含量，因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該明確每種微生物的氧化還原電位標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對氧氣含量的有效控制。

4.5 有害物質(zhì)的處理

厭氧微生物能夠降解的有機(jī)化合物只是工業(yè)廢水大量污染物中的一種，而工業(yè)廢水中還含有較多的重金屬有害物質(zhì)，這類有害物質(zhì)很難被降解。因此，相關(guān)工作人員在進(jìn)行工業(yè)廢水處理時(shí)，應(yīng)注意對有害物質(zhì)的處理，可在厭氧反應(yīng)池內(nèi)加入適量的金屬鹽類，降低這類有害物質(zhì)的濃度。

5 厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的具體應(yīng)用

5.1 確定厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用流程

將厭氧生物技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)廢水處理中時(shí)，要先確定厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的整體應(yīng)用流程［5］。厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用流程可分為三部分，分別是前期準(zhǔn)備階段，廢水處理階段以及反應(yīng)階段。

5.1.1 前期準(zhǔn)備階段

前期準(zhǔn)備階段是厭氧生物技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)廢水處理的初始環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該階段直接影響著厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用效果。在這一階段，相關(guān)工作人員要先將工業(yè)廢水進(jìn)行分類，分類完畢后，再將適量的水解菌加入到工業(yè)廢水中，將工業(yè)廢水中難以溶解和過濾的物質(zhì)溶解并過濾掉。水解菌具有快速降解污染物和沉淀物的作用。除此以外，在厭氧環(huán)境下，水解菌還可以將那些難以去除的懸浮物分解，而且去除效率高、去污效果好。

5.1.2 廢水處理階段

在廢水處理階段，工作人員要以工業(yè)廢水的種類為依據(jù)，依次加入相匹配的化學(xué)藥劑。加入工業(yè)廢水中的化學(xué)藥劑具有確保化學(xué)物質(zhì)和污染物進(jìn)行厭氧反應(yīng)、加快化學(xué)反應(yīng)速度的雙重效用。除此以外，化學(xué)試劑本身也具有消除污染物以及有害成分的作用，因此，在工業(yè)廢水中加入化學(xué)試劑能夠有效提升工業(yè)廢水的清澈度和純凈度。

5.1.3 反應(yīng)階段

反應(yīng)階段是將工業(yè)廢水排入?yún)捬醴磻?yīng)池，并利用厭氧反應(yīng)池中的酸性物質(zhì)進(jìn)一步溶解工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)。只有將工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)、污染物溶解干凈，處理效果才能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。只有將厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用流程規(guī)范化，工業(yè)廢水的處理效果與處理速度才能夠得到保障，進(jìn)而在高速凈化工業(yè)廢水的同時(shí)，使處理過的工業(yè)廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 在工業(yè)廢水處理中合理應(yīng)用厭氧設(shè)備

在工業(yè)廢水處理中合理應(yīng)用厭氧設(shè)備，可以促進(jìn)工業(yè)廢水中有害物質(zhì)的分解，從而減少工業(yè)廢水中的有害成分。厭氧設(shè)備還能夠創(chuàng)造厭氧條件，進(jìn)而使污染物在厭氧條件下無法再滋生細(xì)菌，確保廢水處理效果?；诖?，在進(jìn)行工業(yè)廢水處理時(shí)，應(yīng)重視厭氧設(shè)備的應(yīng)用。在處理工業(yè)廢水時(shí)，使用厭氧設(shè)備可以將工業(yè)廢水中的污染物快速分解，以有效去除工業(yè)廢水中的污染物及有害物質(zhì)。此外，厭氧設(shè)備與厭氧反應(yīng)池結(jié)合使用能夠?qū)⒐I(yè)廢水中的各種物質(zhì)分離，最終實(shí)現(xiàn)污染物與廢水的分離，而且在厭氧環(huán)境下，應(yīng)用厭氧設(shè)備能夠逐步降解這些污染物與污泥，從而有效降低工業(yè)廢水中污染物的含量。

綜上所述，在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用厭氧設(shè)備能夠確保工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)被逐步分解、降解、凈化，從而有效提升工業(yè)廢水的處理效果。

5.3 在工業(yè)廢水處理中恰當(dāng)應(yīng)用潛水曝氣機(jī)

若不及時(shí)處理工業(yè)廢水，有害物質(zhì)就會在工業(yè)廢水中長時(shí)間滯留，進(jìn)而滋生更多的污染物，停留時(shí)間越長，污染物就越多，就會進(jìn)一步加劇工業(yè)廢水的污染程度?；诖?，要想及時(shí)、高效地完成工業(yè)廢水處理工作，相關(guān)工作人員就應(yīng)該恰當(dāng)應(yīng)用厭氧生物技術(shù)中的潛水曝氣機(jī)，而且要與厭氧曝氣池搭配使用。

在應(yīng)用潛水曝氣機(jī)之前，工作人員要先對工業(yè)廢水中的污染物以及有害物質(zhì)進(jìn)行分析，明確工業(yè)廢水的有害物質(zhì)成分以及污染物的含量。然后，再將工業(yè)廢水排入?yún)捬跗貧獬?，并開啟潛水曝氣機(jī)處理工業(yè)廢水。在處理過程中，工作人員要密切注意工業(yè)廢水的情況，如果工業(yè)廢水中污染物的濃度有所降低，說明潛水曝氣機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。若反應(yīng)一段時(shí)間后，工業(yè)廢水中污染物的濃度沒有變化，就要停止運(yùn)行潛水曝氣機(jī)，檢查其運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行檢修，確認(rèn)無誤后再重新開啟潛水曝氣機(jī)。除此之外，在工業(yè)廢水處理過程中應(yīng)用潛水曝氣機(jī)可以進(jìn)一步提升厭氧生化反應(yīng)速度，進(jìn)而更高效地完成工業(yè)廢水中污泥的去除及污染物降解的工作，提升工業(yè)廢水的凈化速度。

5.4 在工業(yè)廢水處理中科學(xué)應(yīng)用內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器

內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器是一種新型的高效厭氧反應(yīng)器，具有容積負(fù)荷高、資金投入少、抗沖擊能力強(qiáng)以及緩解酸堿值等應(yīng)用優(yōu)勢，在工業(yè)廢水處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用可分為以下幾個(gè)步驟，第一，引入工業(yè)廢水。在這一步，工作人員要將工業(yè)廢水通過內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的水泵排入反應(yīng)器底部的布水系統(tǒng)。工業(yè)廢水中的污泥以及其他混合物會在內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中的布水系統(tǒng)進(jìn)行充分混合。第二，進(jìn)入膨脹污泥床區(qū)。工業(yè)廢水在布水系統(tǒng)處理好以后，就會進(jìn)入膨脹污泥床區(qū)。在這一區(qū)域，工業(yè)廢水中的有機(jī)物會在高濃度污泥的作用下轉(zhuǎn)化為沼氣，有機(jī)物轉(zhuǎn)化得越多，沼氣量也會越多。當(dāng)沼氣量達(dá)到一定程度后，工業(yè)廢水中一部分泥水氣混合物就會經(jīng)由高效厭氧反應(yīng)器底部的分離器進(jìn)入頂部的氣液分離器。第三，進(jìn)入氣液分離器。進(jìn)入氣液分離器以后，泥水氣混合物中的泥、水、氣會分離開來，并分別導(dǎo)出至處理系統(tǒng)。未被完全分離的泥水混合物會沿著處理系統(tǒng)的回流管回到內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器底部的布水系統(tǒng)，并再次進(jìn)行混合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢水處理的內(nèi)部循環(huán)。第四，排出處理好的工業(yè)廢水。分離后的泥水氣混合物具備不同的形態(tài)，其中上清液會經(jīng)由內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的水堰溢流排出，完成對廢水的處理；沼氣會經(jīng)由內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的的上升管進(jìn)入氣液收集器，實(shí)現(xiàn)綜合利用。

6 結(jié)論

綜上所述，厭氧生物技術(shù)是一種效果好、操作簡便的工業(yè)廢水處理技術(shù)，能夠有效避免工業(yè)廢水對環(huán)境的污染。基于此，本文從工業(yè)廢水概況以及工業(yè)廢水的危害、厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用原理、在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用厭氧生物技術(shù)的必要性、影響厭氧生物技術(shù)工業(yè)廢水處理效果的重要因素、厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的具體應(yīng)用這五個(gè)角度出發(fā)，對工業(yè)廢水處理中厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了初步分析，使厭氧生物技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。