还原水解—SBR法降解化工工业废水研究

田 瑶

（天津市环境影响评价中心 天津 300191）

化工行业废水的成分复杂，污染物在性质上有很大不同，工业废水中的有机物和无机物都会对自然环境造成污染。化学工业废水占废水排放总量的比例很大，由于化学工业废水含有大量有毒有害污染物，化工废水的污染物浓度大小、废水的排放量、水质情况与化工生产的原材料及生产工艺有关，即使生产同一种产品使用相同的原料，因技术路线不同，其废水的组成也有很大不同。

1 化工废水来源、特点

1.1 来源

化工废水的来源主要途径有：1、化工原材料的开采和运输过程的物料流失，由于雨水冲刷等因素造成的废水或化工污染物形成污水排放到自然环境中；2、化工生产过程中，化学反应不完全产生的化工废料；3、化工生产副反应的产物；4、化工生产排放废水；5、冷却用水或冷却液；6、管路或设备的滴漏；7、清洗设备和容器产生的化工废水；8、开停车或不正常的条件下运行，会排出大量的化工废水[1]。

1.2 特点

化工行业主要是通过化学技术手段对化学原料进行加工和转化的生产部门，化工行业原料来源广，产品种类多，技术工艺方法多。化学工业废水废物主要特点：有毒有害、化学成分复杂、污染物浓度高、水的排放量变化大、污水温度高、化学需氧量高、含油量高、污染难降解。

2 危害及控制方法

2.1 危害

化工废水对自然环境的水体水质影响主要是水质恶化，水体功能改变，污染城市或乡村的饮用水水源，危害人类健康。此外化工废水对水体的污染还表现在污染水体的鱼类资源受影响，鱼类品质下降，从而导致渔业的损失。当化工废水污染水体后，会增加污水处理成本，大量难降解化工污染物和化工废料排入自然水体,会使污水难度更大,从而直接影响了污水处理的工程投资和日常运行费用,等等。

2.2 控制方法

目前，化学工业污染控制废水排放的对策主要有：在化学产品的生产环节推进清洁生产的实施；实行化工污染预防措施，工业污染生产实施过程控制；促进化学工业清洁生产的可持续发展；积极推进工业废水与城市生活污水的合并处理，降低工业污水处理成本[2]。本文将重点研究还原水解法处理化工废水。

3 水解酸化一SBR生化处理实验

3.1 实验流程

图1 实脸室试脸流程

3.2 实验参数设计

表1 实验参数设计

4 水解实验

4.1 实验要点

化工废水厌氧水解的限制因素很多，在还原水解法处理化工废水的实验中其中的一个主要因素限制了厌氧水解过程，导致厌氧水解反应速率低，反应参与的生物量少。在本文中，还原水解法处理化工废水，由于化工污染物硝基苯类生物毒性较强，会抑制污水中生物的生长，低生物量，将导致厌氧水解反应速率更低。

在还原水解法处理化工废水实验中，反应器的水力条件与推流相当，采用的工艺是膜生物反应器和传统推流反应器相结合的反应条件。还原水解法处理化工废水如果单纯的膜生物反应器容易被堵塞，本方法具有很高的稳定性，对污水负荷变化的适应能力较强。

4.2 驯化与挂膜

还原水解法处理化工废水实验使用接种污泥取自西安石化总厂废水处理厂的厌氧水解池。该污泥形态为细小的悬浮液,沉降性能很差,生物活性不高,生物接种量为9.5克MLSS/L,混合液挥发性悬浮固体浓度与混合液悬浮固体浓度比值为0.38。在还原水解法处理化工废水实验中为了应对于复杂和难生物降解的化工废水，具有生物活性的污泥培养与驯化是一关键环节[3]。而且，根据水质的不同，生物活性的污泥培养与驯化方法不同。为了更好发挥活性污泥的生物活性，本实验研究在污泥培养与驯化培养过程中使用人工葡萄糖、蛋白胨等有机营养物质培养，再逐步添加含有预处理后的有机化工废水，逐步驯化活性污泥。最后得到驯化的活性污泥，投入到反应器中进行处理。添加物人工配水的营养比例，见表2。人工配水和预处理后废水的水质，见表3。每天记录进出水的化学需氧量、pH。工艺很多已达不到，而DUF膜不光可以提升处理效率，而且运行十分稳定，远远优于传统工艺。本工程实例中，单支超滤膜产水量为1T/H，考虑到反冲洗、化学药洗以及维护保养的时间，需要设计90支DUF膜。90支膜分别制作8套，每套系统10支膜方便分别进行保养，正常6套运行，3套保养好做备用，实践证明这种效果最佳，设备运行稳定。膜系统集中安装在钢结构支架上，设备运行通过PLC控制运行，电控集中于电控柜或中央控制电脑上。中央控制电脑24小时队设备进行监控并记录数据，出现问题后采用报警系统提示技术人员进行检查并记录异常报告。现场人员除做好6S卫生工作外，每小时对设备进行巡检，出现问题及时解决或告知主管人员。

DUF膜在设计过程中增加反冲洗系统和化学药洗系统，反冲洗系统与膜系统做一体化处理，通过电控控制，DUF膜系统通常设计为每运行1小时反洗5分钟，当然这里电控可设置为参数可调，方便现场管理人员根据实际情况进行调整。反冲洗时膜系统自动停止，通过压缩空气把产水压回来达到对膜进行反洗的效果，压缩空气通常压力通常设定为0.5MPa。化学药洗系统为独立系统，当DUF膜系统运行到一定周期或者压力等参数达到一定程度时，需停止DUF膜系统并对膜系统进行化学药洗来帮助清理膜污染物。清洗分为酸洗和碱洗，通常为先酸洗后碱洗。酸洗过程大约为30-40分钟左右，酸洗完成后先用自来水冲洗掉膜中酸水，然后再进行碱洗。同样碱洗过程大约为30-40分钟，然后用清水冲洗干净。药洗完成后如果膜系统不开，将膜内充满清水，然后关闭阀门。

4.3 运行管理

超滤膜处理系统的控制参数主要有：温度、污泥浓度、pH、压力、流量等。特别是进出水压力、污泥浓度这两个参数能及时反映膜元件的处理状况，以便及时采取措施解决。正常情况下，膜运行一段时间后压差会越来越大，根据压差的变化我们可以判断是否对膜进行化学药洗。污泥浓度一般按污泥30分钟沉降比来控制，当超过50%时需及时清理污泥，否则高浓度的污泥会增加膜堵塞的频率。温度的话，通常膜通量夏天比冬天要好，所以温度保持在30-40度比较好。

5 结语

本案例中，DUF膜系统有效的去除了重金属及大分子有机物，使出水的重金属浓度大大降低。超滤膜产水再经过RO反渗透膜系统处理，出水重金属小于0.1mg/l，可以达到现在的排放标准。随着环境管理的加强，传统工艺基本不能满足现行的排放标准，而且传统工艺多是通过混凝沉淀，所以水质波动也比较大。超滤膜+反渗透系统的深入应用为电镀废水的深度处理提供一些参考。