还原水解-SBR 法降解化工废水探讨

安 朋，李 宁

（1.新能凤凰（滕州）能源有限公司，山东 滕州 277500；2.兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州 277500）

随着化工业的快速发展，化工废水的环境污染问题也越来越严重。化工废水含有较多的可溶性有机污染物和盐分。在治理化工污水难题时，需要结合化工废水特点，结合废水排放量、水质以及化工原料和生产工艺，选择合适的处理方法，以实现化工生产的经济效益与环保效益“共赢”。

1 化工废水来源

从化工业生产工艺分析，导致化工废水的来源途径主要来：

1）生产环节废水。化工业在生产过程中，通常需要采取汽提、酸洗、碱洗以及蒸汽蒸馏等，在此过程中会排放出大量的工业废水。2）设备清洗。化工生产过程中，需要定期、不定期的对生产的设备仪器进行清洗，以保持设备运行时保持良好工况。设备、容器、管道等清洗时残留着的化工物料会随着清洗废水一起排放，成为化工废水的重要来源之一。3）原料及产品流失。化工产品生产过程中的原料、成品、半成品运输等过程中，会遗失在环境中，经由风暴雨雪冲刷，成为环境污染物。4）未反应完的原料。化工业生产时，由于自身纯度、反应条件等条件所限，许多化工原料反应不完全成为新的废物、废料，在冲刷或循环后进入水体，成为化工原料废水。5）副产物。化工业生产会产生一些副产品，这些副产品的成分较为复杂，尽管总量不大，通常作为废液直接排放至环境中，此类废水处理难度较高。6）设备泄露。化工生产设备及管道封闭不严，在物料运输或生产环节泄露造成的废液。7）冷却水。化工生产，冷却完物料，冷却水排放会带走部分物料，成为新的污染源，在物料冷却过程中会投加稳定剂等化工原料，形成污染。

2 化工废水特点

化工废水中含有多种副产物，成分复杂，含有较多的盐分和可溶性有机污染物，增加了处理难度。

1）处理难度大。化工生产时所使用到的组分由与溶剂类似化合物构成，这类化合物具有多样性、复杂性特点，化工废水中的硝基化合物和卤素化合物等有毒物质的量呈不断增加态势，毒性物质不仅污染环境，也会对人体健康构成潜在威胁。

2）成分较复杂。化工废水的成分极为复杂，废水中的污染物含量较高，且有毒物质也会不断增加，加剧水资源污染，色度加深。且化工废水中的污染物含量较多，处理工序复杂、繁琐，增加了后期的处理难度。

3）变动幅度大。化工废水主要是企业的生产环节排放的废水，无论是污水的水质还是接纳污水量等方面的变动幅度相对较大，在未进入污水处理厂处理前，其污水成分复杂，有机物及有毒物质含量高。经预处理后虽然指标符合标准，但后续处理难度依然较大。

3 化工废水危害及处理方法

化工废水直接排放会影响周边水体对自然环境的影响，加剧水体的污染程度，改变水体的功能，污染农村及城市的饮用水水源。此外，受工业废水污染，还会加剧地下水体污染，造成渔业、农业产量减产。此外，工业废水中的有毒有害物质经食物链，最终还会直接威胁到人的身体健康。因此，应及时做好化工废水处理达标排放，减少化工生产对环境的影响。

根据化工废水的处理原理及相关技术，目前处理废水的主要方式有物理法、生物法和化学法。其中：物理法处理化工废水，主要是对化工废水中的不溶性或难溶性悬浮颗粒物进行分离处理，再利用沉淀方式对大悬浮物和生物污泥进行去除处理。化学法处理化工废水主要是利用含重金属、酸、碱等物质的废水进行处理，利用氧化还原、硫酸盐、硫化物等化学沉淀法处理废水中的酸碱物质，实现达标排放。生物法处理化工废水，主要利用微生物有机物进行氧化、分解，使其更具稳定性，并对废水进行深度处理。其中，化学法处理化工废水具有效率高、见效快、效果好等优势，得到了广泛应用。本文以水解酸化-SBR 生化处理为例，探讨了该工艺在化工废水处理中的实际应用及效果。

4 水解酸化一SBR 生化处理化工废水实例

4.1 水解酸化-SBR 生化处理流程图

水解酸化-SBR 生化处理流程图见图1 所示。

图1 水解酸化-SBR 生化处理工艺流程图

4.2 工艺主要参数

生化处理工艺主要参数见表1。

表1 工艺主要参数

化工废水水解外部影响因素较多，其中还原水解法处理会降低厌氧水解反应速率，使得参与到厌氧反应中的生物量过少。为此，在实验中，选择MBR 工艺及传统推流反应器相结合，解决了单一膜生物反应器应用易导致物体堵塞的弊端，具有较强的污水负荷适应能力。

实验用化工废水取自某化工生产企业的厌氧水解池。污水中的污泥形态表现为细小悬浮液，不易沉降，生物活性差，生物的接种量为MLSS10g/L，混合液挥发悬浮固体浓度：混合液悬浮固体浓度为0.38∶1。为有效解决化工废水中的难生物降解性，需要污水中的污泥进行培养和驯化。本次实验所选择的污泥培养及驯化使用了人工葡萄糖、蛋白胨等有机营养物质培养，并添加适量的含预处理有机化工废水，将驯化后的活性污泥投加至生物反应器，做好进出水的COD和pH 值登记。详见表2、表3。

表2 人工配水配料比例 g

表3 实验用水水质 mg/L

4.3 实验条件

生物反应器高负荷运行下，在污泥驯化前期，进行人工配水，并做好兼性厌氧型挂膜。约14d 后，监测生物反应器中的实验中反应器在高负荷下运行。驯化早期，实验选用人工配水进行兼性厌氧型挂膜，这一步骤决定了驯化实验的成败。2 周后，测得反应器中Nv（COD）为2.55kg/（m3·d）。在水力停留约8h，形成足够量污泥。第15d 起，进行驯化，将预处理化工废水与人工配水按比例混匀，其Nv（COD）在1.8～2.5kg/（m3·d）区间。然后利用增大废水比来加强污水中的化学需氧量含量，使反应器填料间的污泥适应生产废水负荷，直至稳定运行。化学需氧量值从初始的600 mg/L 逐渐增至800mg/L，满足实验需要。

5 结论

在水解环节，厌氧微生物在胞外酶的有效作用下，将化工废水中的污染物分子水解成低分子溶解性物质，有毒有害物质进入酸化池，最终转换成小分子污染物，降低了废水的毒性，改善了进水水质及可生化性，为后期的反应器好氧池降解提供便利。此外，水解酸化-SBR 工艺易操作，成本低，对污水中的COD、硝基苯、苯胺等污染物的降解率达到30%、65%、75%以上，这三项指标在驯化环节基本成型。总之，利用还原水解-SBR 法处理工业废水具有一定的推广价值，处理后的废水实现了达标排放，出水水质完全达到国家GB8978-2009 中的一级标准。