吉安市工業(yè)污水厭氧處理技術(shù)
1 工業(yè)污水處理的研究現(xiàn)狀
1． 1 廢水預(yù)處理的工藝及原理
在生化處理之前的工藝處理叫作預(yù)處理。生化 系統(tǒng)處理運行平穩(wěn)而且投資費用、運行費用比較小。 然而治理廢水是不可能僅僅依靠生化處理來實現(xiàn)， 因為工業(yè)污水中含有一部分對生態(tài)系統(tǒng)起破壞作用 的一些活性物質(zhì): 微生物、菌類有抑制和摧毀性的物 質(zhì)存在，所以為保障生化系統(tǒng)的健康運行，在污水進 入物化工段之前必須要進行一系列預(yù)處理，調(diào)節(jié)水 質(zhì)的可生化性，確保生化處理健康運行。吉安市工業(yè)污水厭氧處理技術(shù)
預(yù)處理的具體目的有二個: 一是將廢水中含有 的這部分對生化池中污泥的活性物質(zhì)有影響的有機 物或者無機物，進行一定程度的分離除去或者轉(zhuǎn)化 為其他無害的形式，保護污泥活性物質(zhì)的生長環(huán)境; 其二是在生化工段之前降低水體的色度、鹽分和懸 浮顆粒物等，調(diào)整 COD 負荷，來減輕生化工段的運 行壓力。
廢水中的雜質(zhì)按顆粒尺寸大小可分為懸浮物、 膠體和溶解物，其他顆粒尺寸大于 100 μm 的大顆 粒一般會自然沉淀或者與水體分離。膠體和細小顆 粒以及懸浮物就需要凝聚法、絮凝法、混凝法使小顆 粒轉(zhuǎn)換成為大顆粒，沉淀分離于水體。
1． 1． 1 凝聚法和絮凝法
在廢水添加含有正離子 或者基團的混凝藥劑，利用靜電感應(yīng)的原理，在膠體 中加入大量顯正價的離子或基團時，大量正離子在 膠體粒子之間就會形成大量的膠體微粒凝結(jié)吸附在 一起形成大分子的基團，易于分離到水體之外達到 凈水的目的。應(yīng)用多的凝聚劑有酸鋁、酸亞 鐵、明礬、氯化鐵等。 絮凝法是利用高分子混凝物質(zhì)在污水中形成線 性的高分子聚合物，高分子聚合物結(jié)構(gòu)中粒子之間 相互吸附組合形成相對穩(wěn)定的架橋作用，在這種分 子單元之間不斷形成架橋作用的積累、凝結(jié)高分子 物質(zhì)不斷變大，終達到飽和形成大顆粒的絮凝體 凝結(jié)在一起。常用的絮聚劑有聚丙烯酰胺( PAM) 、 聚鐵( PE) 等。
1． 1． 2 混凝法
混凝法顧名思義就是將凝聚和絮凝相結(jié)合使用的方法。混凝法在工業(yè)污水預(yù)處理過 程中經(jīng)常被應(yīng)用到，基本過程大致就是先向污水中 加入混凝劑 ，消除膠體粒 子之間的靜電排斥作用，然后再加入絮凝劑( PAM、 PE 等藥劑) ，使得水體中微粒半徑增大，形成沉淀。
1． 1． 3 鐵碳處理法
在經(jīng)過對污水雜質(zhì)顆粒的取出處理后進入 鐵碳微電解工段 鐵碳處理法又叫鐵碳微電解法或 鐵碳內(nèi)電解法，鐵碳微電解中利用 Fe2 + /Fe3 + 的氧 化還原反應(yīng)，鐵碳微電解會形成無數(shù)個微小單位的 鐵碳原電池，利用電極反應(yīng)，產(chǎn)生活性電子的游動， 促進了污水中有機物的反應(yīng)活性，使污水中有毒害、 不飽和的物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為其他形式存在，降低化學(xué) 需氧量 COD 和生物需氧量 BOD5負荷，為后續(xù)處理 工段正常運行奠定基礎(chǔ)。 鐵碳微電解是工業(yè)污水處理重要的應(yīng)用手段， 用鐵碳法作為對有毒害、高濃度 COD 的工業(yè)污水具 有可觀的處理效果。鐵碳法的反應(yīng)原理被*的就 是: 在酸性條件下，鐵碳填料投加到水中，鐵與碳之 間形成原電池反應(yīng)，形成局部單位大量的微電流反 應(yīng)區(qū)域，在微電流的作用下促進了污水中無機物被 還原氧化。在實際污水處理中鐵碳微電解的處理效 果良好，取得了*的處理效果。 鐵碳法的缺點分析: ①鐵碳填料的價格不菲，在 處于酸性條件下被分解，一部分反應(yīng)不*的鐵屑 以及碳將會殘留于水中，增加了污水固廢量，堵塞儀 器管路; ②鐵在酸性條件于含硫廢水形成黑色的硫 化鐵增加了水體色度，大量的鐵離子進入水體中增 加了水體的鹽分含量。
1． 1． 4 中和 pH
工業(yè)廢水一般用氫氧化鈉和酸調(diào)節(jié) pH。
1． 1． 5 芬頓氧化( Fenton)
廢水流至 Fenton 反應(yīng)， 投加雙氧水 H2O2，H2O2與電解反應(yīng)帶來的 Fe2 + 形 成強氧化性的芬頓試劑，能產(chǎn)生氧化能力很強的 ·OH自由基，在催化作用下，該自由基可以使難以 通過生化去除的高分子芳香環(huán)破壞，從而降解去除。 大大改善了污水的可生化性，提高了 B /C 比。
在除上述工藝流程之外廢水的預(yù)處理還包括膜 分離、氣浮、過濾、消毒離子交換以及吸附等物化處理工段，結(jié)合工廠污水的實際情況選取不同的工藝 要求進行廢水預(yù)處理。
1． 2 工業(yè)廢水生化處理工藝及原理
目前，工業(yè)污水處理大部分采用的是生物活性 污泥法。利用生物活性污泥法演變出眾多的處理工 藝，工業(yè)園區(qū)二級污水處理廠常用的處理工藝有: A /O 去磷工藝、A /O 除氮工藝、AB 法工藝、A2 /O 去 磷除氮工藝、UASB 工藝、氧化溝系列工藝等。由處 理設(shè)施建筑的不同分配和組合使其不同的處理工藝的處理重點和運行調(diào)試不同。伴隨污水處理的不斷 發(fā)展進步現(xiàn)已形成: A /O 工藝、UASB 工藝、離子交 換樹脂、反滲透水處理技術(shù)、生物膜法等較典型的生 化處理工藝。下面將對這幾種應(yīng)用比較廣泛的處理 工藝進行深入介紹。
1． 2． 1 A /O( A2 /O) 工藝
A /O 即 Anoxic /Oxic( 厭 氧/好氧) 或 Anerabic /Oxic ( 厭氧/好氧) 技術(shù)的縮 寫，是污水生物處理去磷除氮重要的處理工藝。在 生物脫氮過程中，因為反硝化菌是異氧性細菌，需要 大量的碳源維持新陳代謝，實現(xiàn)反硝化的過程，而污 水通過好氧硝化反應(yīng)之后，水中的有機物濃度( 碳 源) 含量偏低，不能提供充足的反硝化的需求量，所 以，傳統(tǒng)的生物去磷除氮工段在缺氧單元前加入甲 醇的方式來補充有機碳源的含量。將缺氧工段放到 好氧工段之前，運用進水中含有的有機物作為碳源 供給，這種方法叫作前置反硝化流程; 經(jīng)過混合液回 流將硝酸鹽、亞硝酸鹽引入缺氧反應(yīng)工段。
1． 2． 2 AB 工藝
AB 法污水處理工藝是一項新型 兩段生物處理工藝，即吸附生物降解法的簡稱。AB 工藝是將高負荷法和兩段活性污泥法合并在一起的 處理方法，A、B 兩段嚴格分割開來，使不同特性的 菌類分開培養(yǎng)，起到了相互補充、取長補短的作用。 所以 AB 法工藝相比較于傳統(tǒng)活性污泥法擁有較高 的 BOD5、COD、SS、TP 和氨氮的去除率。但 AB 法 工藝無法達到深度去磷除氮的效果，因為去磷除氮 限度受到制約，污水中還存在大量的營養(yǎng)物質(zhì)，易于 導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。
原理: AB 法工藝在對污水中污染物的去除主 要作用體現(xiàn)在 A 段的吸附絮凝效果。污水通過管 道直接與 A 段對接，廢水中的懸浮物與細菌混合在 一起形成結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的共聚體，同時為 A 段提供 了豐富的微生物。增加了 A 段中微生物群在污水 處理下的增殖生長速度，縮短了微生物代謝周期，同 時分解出大量的粘性物質(zhì)，這部分粘性物質(zhì)與廢水 中的懸浮物、大顆粒以及游離的細菌等物質(zhì)相互作 用形成吸附凝結(jié)，產(chǎn)生絮凝體基團，后通過篩網(wǎng)或 者沉淀分離于水體之外。B 段和普通活性污泥法 類似。
1． 2． 3 UASB 工藝
UASB 中文名稱為升流式厭氧 污泥床，該工藝包含了厭氧活性淤泥法和厭氧過濾 法的雙面特點。誕生于 1971 年河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，科研人員利用密度不同的物質(zhì)在重力作用下的性質(zhì)差異 創(chuàng)造出了三相分離器，為升流式厭氧污泥床的問世 和升級創(chuàng)造了有利條件。UASB 工藝結(jié)構(gòu)簡單、運 行維護以及操作難度較低，適用于不同種類的工業(yè) 污水處理要求，經(jīng)過長期的發(fā)展革新現(xiàn)已經(jīng)具備成 熟的技術(shù)支持，受到了廣泛的推廣使用。
原理: UASB 的組成分為污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三 相分離和氣室。
在反應(yīng)塔底部含有大量的厭氧活性淤泥，由于 這部分淤泥凝聚性和懸浮性致使厭氧塔的底部形成 狀態(tài)良好的淤泥懸浮層，污泥在懸浮狀態(tài)下微生物、 細菌、真菌的新陳代謝活躍，當廢水從厭氧塔底部進 入后有機物會被活躍的污泥成分充分分解代謝轉(zhuǎn)換 為沼氣并產(chǎn)生氣泡，氣泡在水壓的作用下不斷合并、 上浮，帶動一部分污泥上浮進入?yún)捬跛喜康娜?分離器中，氣泡破裂沼氣從水面進入沼氣處理器中 被收集起來導(dǎo)出 UASB 反應(yīng)塔。另一部分上浮的淤 泥混合物進入三相分離器區(qū)，區(qū)域的固液氣混合物 在三相分離器中通過添加藥劑經(jīng)過絮凝凝結(jié)作用形 成大顆粒的基團，密度變大沉入底部繼續(xù)參與底部 活性淤泥的生化反應(yīng)，污泥活性物質(zhì)的代謝產(chǎn)物會 隨著浮力一直從出水口溢流分離出污泥床，在塔外 收集再通過處理經(jīng)過壓泥機變?yōu)楣虖U收集。
2 存在問題以及發(fā)展前景
我國污水處理業(yè)發(fā)展起步偏晚但發(fā)展較快，現(xiàn) 已取得可喜的成就這是有目共睹的事實，但是面對 我國工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)廢水量也在逐年增 長，目前污水處理廠的建設(shè)規(guī)模雖然基本上能滿足 工業(yè)污水處理，但距離深度凈化、循環(huán)利用還有很大 距離。污水處理是世界性難題，發(fā)達國家的污水處 理能力尚且能達到 70% ～ 80% ，中國的污水處理能 力只能達到 50% ～ 60%，其余處理不了的部分仍 然依靠直接排放。
2． 1 污水處理廠的建設(shè)和運行
為了滿足工業(yè)發(fā)展的需要，近幾年國家新建規(guī) 范化的污水處理廠 500 余座，污水處理能力還不能 滿足現(xiàn)階段的污水生產(chǎn)量，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的不同污 水處理廠的投資規(guī)模也不同，污水處理業(yè)大都屬于 事業(yè)單位，是不以盈利為目的的產(chǎn)業(yè)，主要作用體現(xiàn)在公益和環(huán)保，所以污水處理的建設(shè)和運行還需依 靠國家以及地方政府的扶持和宏觀調(diào)控。受到地方 企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的影響，政府的稅收也會波動，如果污 水處理廠的建設(shè)和運行得不到完善發(fā)展，污水直排 對地方生活環(huán)境將會產(chǎn)生難以估量的危害。
2． 2 污水處理設(shè)備的升級
現(xiàn)有的污水處理廠安裝運行的設(shè)備大部分趨于 老化傳統(tǒng)型，一大批運行設(shè)備來源于國外進口，在運 行的過程中出現(xiàn)的設(shè)備老化、處理效率下降、設(shè)備損 壞等問題帶來的經(jīng)濟費用巨大，受到知識產(chǎn)權(quán)的影 響新型設(shè)備的引進費用高昂。面對工業(yè)污水量的逐 年增長趨勢我國自主開發(fā)將迫在眉睫，這是一種機 遇更是嚴峻的挑戰(zhàn)，國內(nèi)的污水處理技術(shù)發(fā)展受到 考驗，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才發(fā)展我國自主的污水處理 技術(shù)成為首要問題，在不斷吸取國外同行經(jīng)驗的同 時，自主創(chuàng)新開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的污水處理設(shè)備，滿 足補充污水處理的壓力。
設(shè)備轉(zhuǎn)型: 傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備近幾年在我國 的投入使用取得可觀的效果，通過實際的調(diào)試運作 收獲了豐富的經(jīng)驗。但是隨著我國水資源的短缺、 環(huán)境的惡化，國家出臺法律的完善，污水處理要求越 來越嚴格和細致，新型技術(shù)的開發(fā)和引進將會逐漸 替代傳統(tǒng)設(shè)備。膜技術(shù)、超濾、電吸附除鹽技術(shù)、殼 聚糖衍生物技術(shù)、生化床、電催化氧化、mvr 等一部 分具有節(jié)能、綠色、循環(huán)利用、高效的現(xiàn)代化技術(shù)革 新是我們未來改革的目標。
2． 3 污水除臭
在污水處理的過程中，污水本身就具有很強的 揮發(fā)性會產(chǎn)生不同種類的臭氣，在進入物化和生化 系統(tǒng)的過程中，溫度的變化促進了臭氣的揮散。例 如污水進入好氧以及厭氧工段時，因為要保證活性 污泥的新陳代謝溫度一般都在 20 ℃以上甚至更高， 再加上羅茨風(fēng)機的曝氣直接影響了有害氣體的布朗 運動，導(dǎo)致工廠周邊的居民區(qū)、工作區(qū)空氣環(huán)境 受到嚴重破壞。
2． 4 污泥處理
污泥主要存在于生化系統(tǒng)中，其他工藝工段池的 底部定期也會產(chǎn)生濃度較高的污泥，傳統(tǒng)的處理方式 是先將這部分污泥收集到污泥濃縮池中，再加絮凝劑 等藥劑處理進入壓泥機壓濾裝袋后保存。傳統(tǒng)的壓 泥機主要是板框式壓泥機，其操作難度較低，自動化 較低，污泥的水分去除有待提高。逐漸的會被疊螺式 污泥壓濾機取代，因為其具有更高效的水分去除 效果、操作方便、省時高效只是價格比較昂貴。
污泥的主要處理方式有兩種: 焚燒和深埋。本 質(zhì)上還是沒有達到無害化，新技術(shù)的開發(fā)集中在泥鰍法培養(yǎng)污泥、植物吸收等天然無害的方向，雖然距 離實際產(chǎn)業(yè)化的距離還很遠，但是我們要向綠色無 害化努力。
2． 5 污水循環(huán)利用
節(jié)能環(huán)保是我國當下可持續(xù)發(fā)展的主題，如果 運用水處理技術(shù)將工業(yè)產(chǎn)生廢水循環(huán)利用到其他途 徑上將會節(jié)約一部分很可觀的水用量，帶來經(jīng)濟效 益的同時又節(jié)約我國水資源。回收利用污水在國外 已經(jīng)取得了顯著的成效，越來越多的企業(yè)將處理后 的污水運用到其他領(lǐng)域。隨著污水處理技術(shù)的發(fā) 展，工業(yè)污水作為二次能源的可行性越來越高，水處 理技術(shù)的發(fā)展推動了企業(yè)生產(chǎn)效益，污水的回收利 用被企業(yè)日益重視，順應(yīng)國策順應(yīng)民心才是工業(yè)發(fā) 展的根本。
2． 6 污水處理后的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)對水的需求在不同工段的要求是有所 不同的。在確保安全生產(chǎn)的要求下可以利用污水處 理技術(shù)將車間廢水按需求標準合理分類，形成下一 級別的車間用水。在通過清污分流的車間清下水 ( 清下水包括循環(huán)冷卻水、鍋爐水、溢流水、輔助用 水和清洗用水等) 、地面收集雨水、生活區(qū)用水等污 染程度較小的廢水，經(jīng)過初步處理就可以廣泛的運 用到磚廠、水泥廠、礦山、建筑等工廠里。可以減少生產(chǎn)用水量，使水資源緊缺的問題得到緩解。 工業(yè)污水中含有大量的鹽分、未反應(yīng)的原料以 及有價值的中間產(chǎn)物，利用回收裝置加工提取污水 中有價值的組分，變廢為寶化害為利。一方面節(jié)約 了生產(chǎn)所需原料成本，另一方面降低了污水濃度。 在化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸廢堿可以應(yīng)用到污 水的中和調(diào)節(jié)，節(jié)約污水處理成本以廢治廢創(chuàng)造二 次價值。
2． 7 兌水和偷排
工業(yè)園屬于排污大戶一般都遠離市區(qū)和發(fā)達區(qū) 域，位于比較偏僻的荒灘、郊區(qū)等地，偷排污水的行 為普遍存在卻難以被發(fā)現(xiàn)懲處。隨著國家對污水處 理相關(guān)特新指標的要求加大，企業(yè)面臨的排污以及 處理污水的費用越來越大，自來水、蒸汽、電費的增 加，工業(yè)生產(chǎn)原料費用的上調(diào)加上企業(yè)產(chǎn)品銷 售的縮減對我國工業(yè)發(fā)展造成一定程度的影響。越 來越多的企業(yè)上市，同行之間的競爭、經(jīng)濟形勢 的萎靡不振使得企業(yè)生存發(fā)展無力。
一些地區(qū)采取“一企一管”管理模式，即一個企 業(yè)一個管道先通過企業(yè)自身具備的污水處理站將污 水處理到一定指標后集中收集到規(guī)范化的污水處理 廠進行集中處理。
BOD5和 COD 指標是鑒別污水中有機物質(zhì)* 分解形成水和二氧化碳所消耗的生物需要量和化學(xué) 需氧量。廢水中不飽和有機物和無機物的含量越高 實驗測定 BOD5和 COD 的數(shù)值越大。
BOD5 /C 指標是體現(xiàn)污水可生化性的重要指 標，通常規(guī)定 BOD /COD ＞ 0． 45 生化效果理想。 污水以有機污染為主，BOD /COD = 0． 58 時，生化效 果理想。 BOD5 /T 指標是采用生物脫氮要求的重要指 標，因為生物脫氮系統(tǒng)中反硝化的氫供體主要來源 于污水中的基質(zhì)，比值越大消氮效果越明顯。
BOD5 /TP 指標是運用生物除磷要求的重要指標，通常我們要求該值必須大于 20，比值越大除磷 效果越明顯。
大多數(shù)企業(yè)車間原水濃度( COD 濃度) 達到上 萬的數(shù)值，要處理到上述表中所達到的 500 mg /L 以 下的要求是比較困難的，需要投入相當大的經(jīng)費。 經(jīng)濟利益的驅(qū)使再加上環(huán)保理念的淡薄造成企業(yè)污 水直接排放到外界污染水體環(huán)境; 另一種手段則是 用自來水稀釋處理的方法使企業(yè)污水達到要求，這 兩種非法手段都可以為企業(yè)節(jié)省一大筆污水處理費 用，但產(chǎn)生的負面影響很惡劣。
環(huán)保立法對環(huán)保的責(zé)任要求嚴格規(guī)范，在以后 的發(fā)展中環(huán)保永遠不能放在金錢之后。對人們的環(huán) 保意識教育應(yīng)放在首要位置，要摒棄以破壞環(huán)境為 代價的經(jīng)濟發(fā)展，維護這脆弱的大自然環(huán)境。環(huán)保 局要鼓勵群眾舉報企業(yè)偷排偷放; 加大對企業(yè)污水 處理的要求，對企業(yè)的違法手段進行嚴厲查處并且 追究有關(guān)負責(zé)人刑事責(zé)任。每個人都要參與到環(huán)境 保護的歷史使命中來，共創(chuàng)綠色環(huán)保家園。
