吴瑞富
深圳市环保科技集团有限公司 广东深圳 518049
摘要:随着科学技术的不断发展,厌氧生物技术的应用范围也在不断拓宽。当前,厌氧生物技术已经被广泛应用于工业废水的处理应用中,并且具备良好的处理效果。目前,在工业废水的处理中厌氧生物技术是最为常见的手段之一。鉴于此,本文主要对厌氧生物处理技术的概念进行分析,然后对其在工业废水处理中的应用进行有效阐述。
关键词:厌氧生物技术;工业废水;处理应用
引 言
在工业废水处理中广泛应用厌氧生物技术后,促进了该技术的愈发成熟完善,可见其应用前景较为广阔厌氧生物技术有诸多优点,包括剩余污泥量少、负荷高、能耗低等,在处理工业废水过程中,其已经成为了重要手段之一,特别是对产甲烷菌的研究,有较为显著的效果。对于工业废水处理中应用厌氧生物技术的重要性,相关企业应充分认识到,加大对其的研究力度,从而在工业废水处理中,将厌氧生物技术的作用最大程度发挥出来。
一、厌氧生物技术在工业废水处理应用概述
(一)工业废水的含义与特征
工业废水是一种污水和废水组成的污染物,主要包括一些在制造生产原料、中间产物以及产品的生产过程中产生的废液。工业废水与城市生活废水相比具有种类繁多,污染物组成繁杂,污水处理的难度大,耗费高等特点。同时,工业污水的产量大、排放量大,约为整个废水系统的七成。由于产生和处理工业废水的环境非常复杂,因此工业废水处理是一项生物、化学、物理等学科综合的技术。由于污水中污染物的含量高,如果工业废水直接排放,将会对环境造成极大的、不可逆的影响,此外,工业废水因其不同的污染物,造成了酸碱度较高。通常情况下,工业废水的温度高,易燃易爆等有毒物质含量高也决定了不能直接排放,而必须经过处理。
(二)厌氧生物处理技术应用原理
工业废水中有多种、大量的有机化合物,这些物质可以由厌氧微生物或兼性厌氧菌来进行处理。如先准备好厌氧环境,为厌氧微生物的生存和繁殖创造好厌氧环境后,将厌氧微生物投放于废水中,进行污水治理。微生物的生命活动会对各自的处理对象进行分解和降解,生成无污染、无公害的气体和小分子有机物,甚至一些有机物如甲烷还可以再利用,实现变废为宝。微生物对工业废水的降解过程中,不需要添加辅助介质,仅靠微生物的正常代谢就可以实现污水的处理,该技术又称为厌氧消化,在污水治理中产生了突出的作用。
二、厌氧生物技术在工业废水处理中的影响因素
(一)温度因素
由于不同厌氧生物的生存环境不同,所以不同温度范围内的厌氧菌对废水的处理效果也不同。举例来说,厌氧甲烷菌的适宜生存温度为50摄氏度到60摄氏度之间。如果技术人员需要提高废水处理质量和效果,在利用甲烷菌进行处理时,就需要保证处理环境的温度处于适宜的生存范围内。
(二)pH值因素
不同厌氧菌生物适宜的pH值不同,在不同的pH值环境内,厌氧微生物的生物活性也不同。举例来说,如果想要厌氧微生物甲烷菌发挥最大的生物活性,其适宜的pH值至少要在7以上。而适合产酸菌生存的pH值则在4~8之间。但是在实际的废水处理中,工业企业无法就不同类型的厌氧菌给到合适的pH酸碱度,因此,工业企业通常选择将工业废水的pH值范围控制在6.8到7.2之间,以保证在满足厌氧菌生存需求条件的同时使企业的经济效益最大化。
(三)有机负荷
生物处理系统内的微生物量与食料间的平衡关系可以通过污泥投配率、负荷率以及有机负荷率反应出来。工业废水处理时的工作效率与产气量会受到有机负荷大小的直接影响。随着有机负荷的提升,在一定范围内产气量也会逐渐增加,但在不断提高有机负荷后,势必会缩短进水停留时间,对系统处理效率造成影响。这就需要在保证系统处理效率的基础上,对有机负荷率予以合理设置,进而降低运行成本,提高系统的利用效率。另外,在工业废水处理中应用厌氧生物技术,也会受到搅拌、混合有毒物质、营养物质、微量元素以及厌氧活性污泥的影响。
(四)有毒物质
硫酸盐、氨氮、重金属等物质能够对厌氧菌增殖的有毒物质进行有效抑制,影响厌氧菌的正常增殖,其中最为明显的就是硫酸盐,在处理工业废水时加入硫酸盐,会直接被转换为硫化物,影响处理工业废水的效果。
(五)F/M比
厌氧菌与其他好氧菌相比,在处理工业废水过程中具有较高的有机负荷,通常厌氧菌有机负荷大约为7kgCOD/m3·d,若是在选择较高、较低负荷启动设备、提高废水处理效率时,应对反应器的生理量因素进行充分考虑。
三 、厌氧生物处理技术在工业废水处理中的有效应用
(一)厌氧生物处理技术在皮革类废水处理中的应用
由于皮革生产工艺的和生产流程较为复杂,并且在皮革生产和制作过程中会使用大量的化工原料,因此皮革生产和制作厂商一定要做好皮革类工业废水的处理工作。举例来说,在皮革的生产过程中,主要包括浸水、脱毛、浸酸、鞣制、酸碱中和以及染色等流程,且在这些流程中会使用大量的化工原料,而这些原料往往具有浓度高、毒性强等特征。在对皮革类工业废水进行处理时,工作人员往往会使用物化反应以及厌氧处理技术相结合的方式。如在对铬鞣废水进行处理的过程中,技术人员首先会通过物化技术来对废水中的重金属铬元素进行沉淀,将铬元素分离出来后,再使用厌氧菌来处理污水中的其他污染物。当前,很多皮革生产制作公司都采用UASB+SBR处理工艺,在该处理过程中,水体净化率通常可以达到90%以上。
(二)厌氧生物处理技术在其他废水处理中的应用
除了皮革生产过程产生的废水外,利用厌氧生物处理技术还可以有效处理其他废水。例如在对造纸废水进行处理的过程中,为了有效提高水体净化率,造纸企业可以利用厌氧净化和好氧净化相结合的方式对造纸过程产生的废水进行有效处理。通过这样的处理方式,不仅可以大幅提高水体的质量,同时也可以有效降低处理费用和处理成本。除了对造纸废水进行处理之外,还可以对布料染色废水进行处理。当前很多纺织厂都会采用UASB+好氧的组合技术处理工艺来对染料废水进行处理。此外,为了进一步提高造纸废水处理效果,部分造纸厂还对传统的厌氧废水处理技术进行了改良,通过改良一方面可以大幅提高造纸厂的废水处理能力,另一方面处理后的工业污水还可以循环利用到下一个环节的工业生产之中。此外,经过处理的造纸废水中的有机物还可以成为农业生产中的有机肥料。
(三)厌氧生物处理技术在啤酒加工废水处理中的应用
和其他的工业废水不同,由于啤酒的生产制作需要大量的微生物发酵,在微生物发酵的过程中,也会产生大量对环境有害的工业废水。鉴于此,技术人员在利用厌氧菌来处理啤酒加工废水时,可以采取以下措施:例如技术部门可以先对啤酒加工废水中的生物进行溶解,让生物完全溶解形成有机物后,再对其进行过滤。但是需要注意的是,由于啤酒的制造工艺相对复杂,在进行厌氧处理的过程中,还需要攻克很多的技术难关,厌氧生物技术一但铺开,不仅能降低企业后续成本,同时还可以实现社会和生态双重效应。
四、厌氧生物技术应用于处理工业废水的发展前景
近年来,随着研究人员对于厌氧生物技术的不断完善,对于厌氧生物技术在工业废水领域的应用也越发成熟。较为典型的研究成果有:厌氧滤池、升流式厌氧污泥床以及厌氧膨胀颗粒污泥床等。这些技术虽然较过去而言已经有了很大进步,但还存在一定的不足有待完善。综合微生物和化学的角度,厌氧处理只是一个预处理过程,它要在完成水处理的前提下,去除残留的有机物质。因此,在高浓度有机废水处理过程中经常采用厌氧生物技术为主要处理方式。未来的工业废水处理手段也应主要采用厌氧生物技术来支持,以好氧生物处理技术为其辅助路线。为此,以后的发展过程中,相关人员可以考虑对以下几个方面进行研究。
(1)对比现阶段的好氧生物处理方法,厌氧生物处理技术对于能源的依赖性较小,并且不需要较多的成本投入。同时,这种处理技术处理的效果更好,处理后的污泥量更少,是未来城市工业废水处理的重要发展方向。虽然厌氧生物处理技术对于城市工业废水的处理能力较强,但是这种处理方式也存在一定的问题,厌氧生物对于有毒物质有着高敏感性,在产甲烷菌的繁殖过程中容易受到有毒物质的破坏。因此,为了有效的提高厌氧处理技术的处理效果,需要将现有的污水处理技术进行整合,使其能够形成一个综合处理循环技术系统。
(2)由于受到环境等因素的影响和限制,单独使用厌氧生物技术来进行废水处理还没有被大众认可,没有得到大范围的推广使用。厌氧生物处理工业废水的效果是明显的,为了进一步推广该技术,就需要对后续的处理过程进行有效的改进。
结束语
综合来看,厌氧生物技术在工业废水处理中有着较好的应用优势和前景。未来,厌氧生物技术在工业废水处理中对于应用,还要从处理工艺及其系统升级上入手,加强系统化的研究,来进一步提升厌氧生物技术处理工业废水的效率和质量。
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