昆明厌氧技术的应用介绍

摘要  废水厌氧生物处理技能投资省、能耗低、可收回使用沼气动力、产泥少、耐冲击负荷。针对不同的厌氧处理技能，指出了各种厌氧技术的作业原理，介绍了厌氧技术在化工废水处理中的使用，并展望了厌氧技术工艺往后的研讨方向。

关键词  厌氧技术  化工废水  使用

厌氧技术是一种低成本的废水处理技能，它将废水的处理和动力的收回使用相结合，在开展中国家环境问题、动力短缺以及经济开展与环境治理所面对的资金不足的情况下，厌氧技术污泥产值小，能够去除大部分有机污染物，在减少环境污染和收回有用价值等方面可产生多重效益。

1  化工废水的性质

在化工产品尤其是精细化工产品(如制药、染料、日化等)出产进程中，排出的有机物质大多都是结构杂乱、有毒有害和生物难以降解的物质。因此处理的难度较大。

化工废水中的污染物，一般情况下，化工废水有较高的含盐量和COD，色度往往较高，不同职业的出产废水中含有不同的难降解物质和毒性物质。按化学成分的不同，首要包括来自合成材料、农药、染料等职业的有机物（如酚类、有机磷、有机氯等）；来自无机盐、氮肥、磷肥、硫硝酸及纯碱等职业的无机物（汞、铬、铅、酸碱盐、氟化物等）；来自氯碱、感光材料和涂料等职业的混合物。按物理状态的不同，首要有不溶物（如悬浮固体物、胶状物、浮油等）和可溶于水的有机无机污染物。

2  厌氧技术在化工废水处理中的使用

2.1  一般厌氧消化池

一般厌氧消化池是使用最早的水处理技能之一。前期多用于污泥的稳定化，其后在含有较高固体浓度的工业有机废水处理方面也取得了较为成功的使用。

2.2  厌氧生物滤池

厌氧生物滤池（Aerobic Biological Filtration Process,AF）是一个内部填充有填料，填料上附着微生物的厌氧反响器，废水由上部（上向流）或许下部（降流式）进入反响器，经过固定填料床，废水中有机物被厌氧分化的一起产生沼气。

典型的出产性AF呈筒状，常用直径和高度别离为6~26 m和3~13 m。滤池中可维持适当高的微生物浓度，一般可达5 ~15 kg/m³ (以MLVSS计)，最大有机负荷(以COD计)通常在10 ~20 kg/（m³·d）。美国Celanese化学公司的AF体系处理，在处理COD为16 g/L的高浓度化工废水时，每小时处理含甲醛的化工废水543 m³，该体系对毒性的甲醛和酚的进液浓度可别离到达5、2 g/L，并使其降解至10 mg/L以下。劳善根等选用粒状活性炭为填料的AF处理含酚废水，经过257 d的接连运转，酚和COD的去除率别离到达98%和70%以上。COLLINS等选用EGSB—AF组合工艺关于低温厌氧消化条件下含苯酚废水的处理进行研讨，实验结果标明，在15~18 ℃条件下的低温厌氧消化，完成含苯酚废水的处理是可行的，已研讨的苯酚容积负荷为1.2 kg/（m³·d）。ENRIGHT等还用该组合工艺，在相同环境条件下，对含甲苯的废水处理进行了研讨，经过630 d的一系列实验，该反响器中COD与甲苯等去除率别离到达70%~90%和55%~99%。

关于厌氧生物滤池，因为反响器底部污泥浓度特别高，因此处理含悬浮物较高的废水时易产生阻塞，滤池的清洗比较困难，这些缺点约束了厌氧生物滤池的进一步开展。现在厌氧生物滤池以处理可溶性的有机废水为主。

2.3  升流式厌氧污泥床反响器

升流式厌氧污泥床（Upflow Anaebic Sludge Blanket Reactor,UASB）是一种悬浮成长型的生物反响器，由反响区、沉淀区和气室三部分组成。反响器的底部是浓度较高的污泥层，泥层上部是浓度较低的污泥悬浮层，顶部设有气、液、固三相别离器，使得反响器内的污泥不易流失，故而反响器内能维持很高的生物量。

李甲亮等选用UASB法对出产氨噻肟酸医药化工混合废水进行了接连7批次的运转实验，COD去除率在78%~87%，平均为81.4%；COD容积负荷在1.54 ~2.43kg/（m³·d ），平均为2.00kg/（m³·d）；容积产气率在0.85 ~1.47 m³/（m³·d），沼气中甲烷含量为71%。盛铭军等选用UASB—预曝气生物塔+沉淀器—流化床组合工艺对高浓度生物化工污水进行处理，其间含有一定量的L-乳酸、甲苯、甲醇、乙醇及菌丝体等污染物，COD去除率到达80.9%，BOD去除率到达93.7%，SS去除率到达41.3%。杨志明等介绍了用UASB—SBR办法处理高浓度聚酯废水，UASB出水COD去除率达50%~70.5%。

我国现在已有几十座UASB反响器投入出产型运转，国外出产性规模的UASB反响器总数已到达数百个。但当UASB处理低密度有机化工废水时，因为进水COD浓度较低，产气量较低，使得反响器搅拌强度较小，泥水触摸不良，使全体反响器处理功率不高。

2.4  厌氧折流板反响器

厌氧折流板反响器（Anaerobic Baffled Reactor,ABR）内设置若干竖向导流板，将反响器分隔成串联的几个反响室，每个反响室都能够看作一个相对独立的上流式污泥床体系。在ABR反响器的各个反响室中的微生物相是随流程逐级递变的。递变规律与底物降解进程协调一致，然后确保相应的微生物相拥有最佳的作业活性。

ABR工艺在实际废水处理工程中的使用尚不多见，但已有处理工业废水和小规模处理城市污水的实例。天津大学的邱波、郭静等把ABR工艺首先使用到了处理化工制药废水的实际工程中。ÖZLEM选用ABR工艺实验处理含p－硝基酚（PNP）废水。稀有据标明，在含酚废水处理中，污泥质量浓度为20~25 g/L，进水COD为2 200 ~3 192 mg/L，COD容积负荷为1.67 ~2.5 kg/（m³·d），最终COD去除率可达83%~94%，环境温度在20 ℃左右反响器的停留时间小于24 h。

现在已有的研讨标明，采取适当的工艺措施(如出水回流、添加填料)，ABR反响器能够处理各种浓度的废水。

2.5  厌氧胀大颗粒污泥床反响器

厌氧胀大颗粒污泥床反响器（Expanded Granular Sludge Bed Reactor,EGSB）是对UASB反响器的改进，能在高负荷下对低温低浓度有机废水取得高处理功率，可维持很高的水流上升流速。反响器内颗粒污泥床呈胀大状态，胀大床改善了废水中有机物与微生物之间的触摸，颗粒污泥功能杰出，强化了传质作用，提高了反响器的生化反响速度，然后大大提高了反响器的处理效能。

荷兰某化工厂选用EGSB反响器处理以甲醛为主的出产废水，反响器在HRT为1.8 h，上升流速为9.4 m/h，COD容积负荷为17 kg/(m³·d)的运转条件下，COD的去除率在98%以上，出水中甲醇和甲醛去除率可达99.8%。南京某石化厂选用厌氧污泥胀大床处理聚醚类化工废水，其间含有聚醚，农乳、破乳等，该废水的可生化性较差。该研讨标明，聚醚类化工废水与人工配水的混合废水，经厌氧胀大污泥床处理后的出水可生化性大大提高，EGSB法能够作为聚醚类化工废水的预处理，再以好氧处理进行体系组合，彻底能够到达国家排放规范王毅军等选用EGSB－生物触摸氧化工艺处理含 N,N－二甲基甲酰胺（DMF）废水，当进水COD为8 000 ~11 000 mg/L时，出水可降至150 mg/L以下，出水水质契合《污水归纳排放规范》（GB 8978－1996）二级排放规范。

EGSB反响器的高出水循环比率，能够将原水中毒性物质的浓度稀释到微生物能够接受的程度，然后确保反响器中的微生物能杰出成长，选用EGSB反响器处理毒性或难降解的废水能够取得较好的作用。

2.6  厌氧序批式活性污泥法

20世纪90时代，美国DAGUE等学者将好氧生物处理的SBR工艺用于厌氧生物处理，开发了厌氧序批式活性污泥法（Anaerobic Sequencing Batch Reactor,ASBR)。ASBR工艺现在仍处于实验阶段，其特殊的间歇操作方法在理论上能够取得比接连进水的一般厌氧活性污泥法更高效的生物絮凝(乃至颗粒化)和固液别离作用。

GOURANGA等的研讨标明，ASBR反响器在20~25 ℃环境下，HRT大于6 h，进水的COD与BOD₅别离为600、285 mg/L，低浓度工业废水中可溶性的COD、BOD₅的去除率高达90%以上；在温度低于5℃，HRT低于6 h的环境下，可溶性的COD、BOD₅的去除率可别离到达62%~75%。

ASBR反响器能够在5~65 ℃范围内有效操作，尤其是能够在低温和常温(5~25 ℃)下处理低浓度(COD<1 000=”” mg=”” l)<=”” span=””>废水。中温35 ℃时，在所有基质浓度和HRT下，SCOD的去除率达92%~99%，20~25 ℃时，在所有HRT下，SCOD、BOD₅的去除率均大于90%。

2.7  两相厌氧消化生物处理工艺

亦称为两步或两段厌氧消化，两相厌氧生物处理工艺的本质是经过调控产酸相和产甲烷相反响器的运转控制参数，使产酸相和产甲烷相成为2个独立的处理单元，各自构成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物的最佳生态条件，完成完整的厌氧发酵进程。

从国内外的两相厌氧体系研讨所选用的工艺方式看，首要有两种：第一种是两相均选用同一类型的反响器，如UASB反响器、UBF反响器、ASBR反响器，其间UASB反响器较常用。第二种是称作Anodek的工艺，其特点是产酸相为触摸式反响器（即彻底式反响器后设沉淀池，一起进行污泥回流），产甲烷相则选用其他类型的反响器。

两相厌氧生物处理工艺在水处理中的使用适当广泛。孙剑辉等选用Anodek工艺处理Zn5-ASA（5-氨基水杨酸锌）医药废水，将铁屑为填料的UBF反响器作酸化相，以UASB反响器作甲烷相。此体系在UBF与USAB的HRT别离控制在5.95、11.43 h时，UBF与UASB的有机负荷率（OLR）(以COD 计)别离高达58.44、17.01 kg/（m³·d），SCOD和BOD₅的总去除率别离达90%和95%左右，具有体系运转稳定、处理功率高级长处。王子波等选用两相UASB反响器处理含高浓度硫酸黑液，酸化相进水COD为6.771 ~11.057 g/L，硫酸根为5.648 ~8.669 g/L，pH为5.5时，整个体系COD去除率平均值为74.42%，体系对负荷的冲击有较强的耐受才能。

同单相厌氧消化工艺相比，关于高浓度有机污水、悬浮物浓度很高的污水、含有毒物质及难降解物质的化工废水和污泥，两相厌氧消化工艺具有很大的优势，能够得到满足的处理作用。

3  展  望

厌氧技能在经济性和特定高浓度有机废水的情况下具有传统好氧技能不可比拟的长处，但与此一起在处理某种特定的化工废水时，有许多的不足之处，废水的温度、浓度、碱度及出水水质要求等情况都约束了厌氧处理技能的使用。

现在厌氧处理方面更注重于有价物质的收回，新的厌氧技术如厌氧发酵生物制氢、产甲烷等。

生物制氢技能是经过发酵或光合微生物的作用，将有机质分化取得氢气。现在对生物制氢技能的研讨还处于实验室水平。TAYHAS等以含有乙酸、丁酸等有机酸的污水为培养基，培养出能够进行光合作用的微生物Rhodospirillubrumumr，该微生物发酵产氢，一起提供给燃料电池，发酵产生氢气的速率为19 ~31 mL/min。

厌氧发酵法产甲烷是指在废水的厌氧生物处理进程中，经过多种微生物的一起作用，杂乱的大分子有机物质最终转化为甲烷和二氧化碳等。由厌氧消化产生的甲烷传统上被用作燃料，通常是用来加热和发电。近年来，甲烷也被转化为其他有用的物质，如转化成用于生物柴油制造中的甲醇等。另外，还能够在单级厌氧消化反响器后接固体氧化燃料电池，将甲烷直接转化为电能。

据调查、分析、猜测，现在我国大中型沼气工程已有适当的规模，往后的重点研讨开发技能首要在于难降解废水如化工废水和高含硫有机废水（如味精、糖蜜酒精废水）的厌氧发酵处理工艺。这些新技能作为动力出产和环境保护体系的一个中心的部分，开展前景适当广阔。