厌氧生物技术在工业废水处理中的应用

1.工业废水概述

近年来，随着国家对环保投入的增加，工业废水排放量逐年减少。据统计，2017年全国废水排放量约771亿吨，其中工业废水排放量约181.6亿吨，占废水排放总量的23.55%。o工业废水是指工业生产过程中产生的废水和废液，种类繁多，成分复杂，大部分工业废水含有有毒有害物质。具体来说，工业废水的水质具有以下特点:污染物成分复杂，处理难度大。种类多，加工成本高。排放量大，容易造成环境污染。

2.厌氧生物技术原理

厌氧生物技术又称厌氧消化技术，是指厌氧微生物在厌氧、缺氧或硝态氮的参与下，将工业废水中的有机物转化为无机物和少量细胞物质的技术。厌氧生物技术处理工业废水的过程是复杂的，该过程涉及三大菌群的参与，即产氢产乙酸菌、水解产酸菌和产甲烷菌。

具体包括:

(1)水解酸化阶段:在微生物胞外酶的作用下，大分子和不溶性被水解成可溶性小分子有机物，逐渐渗透到细胞内，最终分解成挥发性有机酸、醇类、醛类等。例如乙酸、丙酸和丁酸。

(2)产氢产乙酸阶段:水解酸化阶段产生的挥发性有机酸和醇类在产氢产乙酸菌的作用下转化为氢气、乙酸和二氧化碳。

(3)产甲烷阶段:在产甲烷菌的作用下，乙酸、醋酸、二氧化碳、氢气等。转化为甲烷。

3.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用

3.1制革废水

在皮革生产过程中，浸水、脱毛、烘干、染色等工序会产生大量的化工废水。皮革工业废水成分多、浓度高、处理难度大且具有一定的毒性。制革废水通常由物理化学、定性、厌氧或需氧处理方法的组合来处理。例如，锯切废水应通过物理化学方法处理，然后锯切废水应与其他废水一起处理。选择“UASB+SBR”组合工艺处理制革废水，净化率达95%以上。

3.2造纸废水

我国是造纸大国，每年产生的造纸废水量呈大幅增长趋势。造纸废水中污染物浓度高，处理难度大。采用“厌氧IC+好氧”工艺处理造纸废水，出水水质稳定达标。

3.3酿造废水

生物处理技术也广泛应用于啤酒工业废水的处理，其中“UASB+好氧”工艺具有良好的处理效果。

4.厌氧生物技术处理工业废水的影响因素

4.1温度

不同温度下厌氧生物处理废水的效果明显不同，温度会直接影响厌氧生物体内细胞酶的活性。以产甲烷菌为例，50℃-60℃是产甲烷菌的生存温度范围。厌氧生物技术应用于工业废水处理，需要保持在一定的温度范围内，特别是适合特定生物生存的温度范围，才能保证厌氧生物技术在工业废水处理中的效率。一般来说，高温菌群(45℃-75℃)消耗大量能量，而低温菌群(20℃-25℃)发酵效率较低。选择中温菌群(30℃-40℃)进行发酵，可以更好地协调能耗和发酵效率。

4.2 pH值

不同的微生物有不同的适宜pH值，因此pH值也是影响厌氧微生物处理工业废水活性的重要因素之一。以产甲烷菌为例，7-7.2是产甲烷菌适宜的pH值，而产酸菌适宜的生存pH值在4.5-8之间。鉴于工业废水厌氧生物处理的实际特点，产酸菌和产甲烷菌处于同一反应环境中，因此处理器内厌氧系统的pH值应保持在6.8-7.2的范围内。如果pH值超过这个范围，就会对厌氧消化和产气产生不利影响。

4.3有机负荷

有机负荷率、污泥负荷率和投药率反映了反应生物处理系统中食物和微生物生物量之间的平衡关系。有机负荷将直接影响厌氧生物技术处理工业废水的产气量和工作效率。在一定范围内，随着有机负荷的增加，产气量增加，但有机负荷的增加必然导致进水停留时间的缩短，进而影响系统的处理效率。因此，应设置合理的有机负载率，在保证系统处理效率的前提下，尽可能提高系统的利用率，降低运行成本。此外，厌氧活性污泥，微量元素和营养物质，有毒物质，混合和搅拌等。也会对厌氧生物技术处理工业废水产生一定的影响。

目前，厌氧微生物技术在工业废水处理中取得了良好的效果。除了上面提到的相关技术，上流式厌氧污泥床、厌氧滤池等技术也越来越成熟，但仍存在一些缺陷。接下来，在工业废水处理中，应积极推广厌氧生物技术，辅以好氧生物处理技术等。特别是在温暖气候地区，高效厌氧技术成本低、能耗低，有助于提高城市工业废水的处理效率。结合其他技术，可以构建稳定高效的综合处理系统。此外，由于厌氧生物技术对环境条件要求较高，单独利用厌氧生物技术难以有效促进工业废水处理，应结合其他技术积极应用。

5.结论

综上所述，针对我国工业废水产生的严峻形势，应积极推广低能耗、低成本、环境污染小的厌氧生物技术处理工艺，并与其他工艺相结合，构建综合资源化处理体系，提高工业废水的处理效率，实现经济效益和环境效益的有机统一。(来源:广西博环环境咨询服务有限公司广东分公司)

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