基于竹原料废水处理技术探讨

袁利 钟翠兰

【摘 要】本文主要围绕竹原料废水处理技术展开讨论，先分析竹产业的概括以及竹原料废水现状和竹废水处理常用技术，并进行一定的比较，从而提出厌氧处理的优势。进而分析竹原料废水处理原理、竹原料废水处理优势、竹原料废水厌氧处理效果分析，采用简单介绍试验的方式来证明竹原料废水处理的优势。

【关键词】竹原料废水；厌氧处理；技术；优势

一、前言

人们的生活中总会或多或少地使用竹制品，竹制品加工企业在生产过程中有一道蒸煮工序，将竹木制品蒸煮以去除竹木制品中的糖份、淀粉以及进行防腐处理，因而有一定量废水产生。竹废水会造成很大的水污染，严重危害着水附近的居民生活的身体健康。中国是竹子大国，竹材品质好、产量高，是山区农民致富的重要“财源”。由于竹加工产业的生产工艺简单、投资小，十几万投资就可以生产并马上就可产生效益，因此，常常在竹产区形成了大批不同规模的竹制品加工企业，成为了当地重要的经济支柱。尽管竹加工过程中，其叶、枝、茎、鞭、根及加工下脚料都可以利用，没有固体废物，但却有一定量的废水产生，废水COD浓度高很高，有的呈酸性，有的呈碱性，成分复杂、处理难度很大。

二、竹产业概况和竹废水现状

2.1 竹产业加工概况

竹纤维作为新型纤维，当前在纺织服装上已有较多的应用，竹纤维的制取方法有两种：一种是以竹子作为纤维素原料，制成纺丝溶液再纺丝而成的纤维称为再生竹纤维或竹浆纤维。还有一种是利用机械物理法对竹子蒸煮，辅助化学或生物脱胶的方法去除竹壁中木质素、戊聚糖等杂质，获取天然竹纤维或竹原纤维，在生产过程中由此产生了一定量的废水。根据我们初步调查，竹制品加工业根据其产品不同，竹制品废水大致有四类：蒸煮废水、碱浸废水、竹浆废水和染色废水。这些废水COD都在10000mg/l以上，属高浓度有机废水。目前，各竹制品企业生产废水基本上是简单处理或未经处理直接外排。如要对这类废水进行合理处理达标排放，必需选择合适的处理工艺。由于这类废水属高浓度有机废水，因此，应首先进行厌氧生化处理，去除大部分COD后再进入好氧处理。

2.2竹原料废水处理常用处理技术

高浓度有机废水如果不处理，危害很大，因为生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，造成水生物的死亡，产生恶臭，形成严重的水质污染，严重影响附近人民的正常生活。高浓度有机废水的常见处理方法主要可分为物化处理技术、生物处理技术及化学处理技术。

物理化学处理技术是指废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术，常用的单元操作有萃取、吸附、膜技术、离子交换等。尽管萃取、吸附、膜技术、离子交换等，都具有处理高浓度有机废水的潜力，但由于竹制品废水中的污染物成份复杂、回收价值低、运行成本与投资较高等原因，难以运用。考虑到这类废水生化性比较好，生物处理技术具有成本低廉，运行稳定，COD去除率高等一系列优点，竹制品废水采用生化法处理可能是其处理的主要工艺。

生物处理技术是一般有机废水常用的处理技术，其原理是利用微生物，主要是细菌的代谢作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中，主要有好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解，生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点，己被广泛地应用于有机废水的处理中。

传统的好氧活性污泥技术除了降低有机物的毒性外，还用培养、改性、调节、变异等手段驯化、培养分解难生物降解有机物的微生物。高浓度有机废水，因其有机物浓度过高而导致水中好氧过程难于进行，因此，厌氧消化技术通常用于高浓度有机废水的处理中。

三、竹原料废水厌氧处理技术分析

3.1 竹原料厌氧处理技术原理

厌氧生物处理又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指在厌氧条件下由多种厌氧或兼性厌氧微生物的共同作用，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。

第一阶段：复杂的有机物，如糖类、脂类和蛋白质等，在产酸菌（厌氧和兼性厌氧菌）的作用下被分解为低分子的中间产物，主要是一些低分子有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，和醇类，并有H2，C02， NH3和H2S等产生。因为该阶段中，有大量的脂肪酸产生，使发酵液的pH降低，所以，此阶段被称为酸性发酵阶段，或称产酸阶段。

第二阶段：产甲烷菌（专性厌氧菌）将第一阶段产生的中间产物继续分解成CH4和COZ等。由于有机酸在第二阶段的不断被转化为CH4和C02，同时系统中有NH存在，使发酵液的pH不断升高。所以此阶段被成为碱性发酵阶段，或称产甲烷阶段。

3.2 竹原料厌氧处理的优势

厌氧废水处理作为把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的综合系统的核心技术，具有较好的环境与经济效益。第一，处理设备负荷高，占地少；第二，剩余污泥量小，具有较好的脱水性能；第三，对氮和磷营养物的需求量不大；第四，成本低，运行具有稳定性；第五，菌种存活时间更长，为其剪短的或者季节性的运行提供条件；第六，厌氧系统规模灵活，可大可小，设備简单，价格合理，易于操作。

3.3 竹原料废水厌氧处理效果分析

蒸煮废水属高浓度有机废水，可生化性好，因此，需经厌氧生物法进行处理，降低其有机物浓度后，才能进入好氧处理达标。厌氧消化处理技术适用于高浓度有机废水处理，抗冲击负荷能力强，且不需曝气所需能量，同时能回收甲烷，实现资源循环利用。下面是竹废水厌氧处理的实验，，下图1，是聚丙烯材料制成的串联式厌氧反应器，实验废水经由HL-2型恒流泵进入第一个反应器底部，废水流经5个串联式厌氧反应器后，从最后一个反应器上方出水口排出。

本试验所用废水直接采自安吉天荒坪竹制品厂蒸煮槽排水口，其化学性质为：CODcr为30000-40000mg/l，pH3.2，总固形物28g/l， 总糖4g/1，总氮0.03mg/l，

总磷0.52mg/1，色度100倍。进水前需用NaOH将原水pH调至6.5-7.5 。接种污泥取自杭州四堡污水处理厂脱水污泥，污泥含水量为20%， SS为100g/l，反应器MLSS为50g/l。整个实验持续了110天，每隔3天采样一次。COD分析采用重铬酸钾国标法（国家环境保护局，2002） pH及氧化还原电位（ORP）利用氧化还原电位仪测定；挥发性脂肪酸（VFA）含量采用比色法（贺延龄，1998）；还原糖含量采用DNS比色法测定（朱海霞等，2005）。

经过实验，得出如此如下结论。

第一，在进水有机负荷为2kg （m-3·d-1）的条件下，反应器可在25天内完成污泥的驯化，出水COD降至2300mg/l，去除率高达89% 。第二，在进水浓度为（COD30000mg/l）的条件下，反应器最佳水力停留时间为10天，去除率可高达92% 。第三，在运行中前2个反应器以酸化作用为主，自第3个反应器开始进入产甲烷阶段，pH显著上升，CFA稳定在100mg/l左右。第四，4个处理条件下，还原糖在第4个反应器含量极低，表明糖类在前3个反应器己经完全被降解为各类有机酸。第五，ORP对反应器的稳定运行具有指示作用。当ORP上升时，反应器处理效率降低，反之，当ORP维持在-70mv下，系统运行良好。

四、小结

综上所述，我国竹制品加工企业还依然存在较大的水污染情形，并且竹原料废水污染不同于一般的废水污染，应对其进行特殊化处理，在常用的竹原料废水处理中，厌氧处理法效果良好，值得推广。

参考文献：

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