何義亮¹ 張波²
（1.上海交通大學環境科學與工程學院，上海 200240；2.蘭州鐵道學院環境工程系，甘肅蘭州 730070）

　　摘　要：本文研究了鐵碳微電解—高效復合微生物對于化工有機廢水的處理效果。通過試驗，經過鐵碳微電解預處理以后，B/C比由0.13提高至0.32，酸度有所下降。進水COD在4000～5000mg/L時，經過鐵碳微電解—高效復合微生物，出水COD低于100mg/L，進水NH₃-N在80～100mg/L時，出水低于15mg/L。
　　關鍵詞：鐵碳微電解 微生物 有機廢水

Study On The Treatment Effect For Chemical Industrial Organic Wastewater
He Yiliang¹　　Zhang Bo²
(1.School of Environmental Science and Engineering in Shanghai Jiaotong University.200240;
2.Dept. of Environmental Engineering,Lanzhou 730070,China)

　　Abstract:The effect of ferric-carbon micro-electrolysis-effective synthesized microbiology was stuied in this article. The experiments prove that the biodegradability could be enhanced from 0.13 to 0.32; After the treatment, COD of the effluent was less than 100mg/L, and NH₃-N was less than 15mg/L in the effluent when NH₃-N was 80-110mg/L.
　　Key word:ferric-carbon micro-electrolysis; microbiology; organic wastewater

1 前言

　　處理生物難降解的有機物質，常用的提高可生化性的方法有鐵碳微電解和厭氧水解酸化。鐵碳微電解具有使用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等特點，因使用的主要原料是來自鋼鐵切削的廢棄的鐵刨花，也不需要消耗有限的電力資源，因而在某種程度上講該方法作為化工有機廢水的預處理方法具有“以廢治廢”的意義。化工廢水經過鐵還原以后，生化性有所提高，但由于本試驗廢水水質極為復雜，含有大量的有毒難降解物質，而通過厭氧水解酸化可使許多高分子難降解物質水解成低分子易生化物質，進一步提高可生化化。經過鐵碳微電解、厭氧水解酸化兩級預處理以后，可生化性大大提高，但此時水中的有機物含量相當高，因而必須選取行之有效的生化方法。高效復合微生物近年來在染料、醫藥、涂料化工等廢水工程的應用中獲得了很好的效果。其主要是利用高效復合微生物優異的破雜環、斷長鏈、耐鹽、除氮、降COD、提高B/C的能力，在先進合理的工藝基礎之上，對難降解廢水進行處理。復合微生物在不同廢水中的應用分成A型、B型和C型。大致由芽苞桿菌屬（Bacillus）、產堿假單苞菌屬（Pseudomonas）、硫桿菌屬（Thiobacillus）、無色桿菌屬（Achrommnabcter）、亞硝化單胞菌屬（Nitrobacter）、腸桿菌屬（Enterobacter）及微球菌屬（Micococcus）等組成。高效復合微生物與普通活性污泥的顯著區別是高效復合微生物的確種類齊全，活性高。
　　本試驗主要研究了上海某試劑廠化工廢水在處理的過程中，以鐵碳微電解作為預處理，將高效復合微生物投入厭氧水解酸化和SBR反應器以后提高可生化性、去除COD）和氨氮的效果。

2 試驗條件與方法

　　2.1 試驗水質與測試方法
　　待處理廢水水質如下1表示：

　　本試驗所測各指標方法如下：
　　COD_cr：重鉻酸鉀法；BOD₅：稀釋接種法；pH：玻璃電極法；
　　Cu²⁺：原子吸收法；Pb²⁺：原子吸收法；NH₃-N：酸式滴定法
　　2.2 試驗工藝流程及裝置
　　本試驗工藝流程如圖1所示。
　　原廢水加入鐵刨花與碳粉，鐵刨花與碳粉按體積比1:1投入，通入空氣，曝氣量為1.5m³氣/m³水.min，作用時間為2—3小時，傾出清液用NaOH液調節PH至7.5—8.0。在兼氧系統中加入復壯后的A型與B型復合微生物，在輕度攪拌下間斷泵入前處理后的廢水，兼氧裝置并未密封，系統中無沼氣生成，系統內微生物呈懸浮狀態。控制發酵時間為2—3天，取出清液進行SBR好氧處理。在好氧處理罐中加入己復壯的B型復合微生物，放入兼氧出水，暖氣16—18小時，沉淀2小時左右后排放。
　　試驗裝置：兼氧罐6升，SBR反應罐6升

3 試驗結果與分析

　　3.1 單獨用高效復合微生物的處理效果
　　原廢水進行稀釋，未作前處理直接用A型復合微生物進行處理，滯留4～6天，試驗結果如表2所示：

　　由上表可以看出，原水未經預處理直接用單一A型微生物進行厭氧水解酸化—SBR處理系統后，在滯留4～6天COD的去除效果并不明顯，而且在試驗的過程中還發現污泥膨脹，菌種死亡等明顯中毒現象。由此可知，即使采用高效復合微生物也須對此化工廢水進行預處理以提高其可生化性。
　　3.2 鐵碳微電解的預處理效果
　　3.2.1 降低酸度效果
　　經過鐵碳微電解預處理后，原水的pH由平均1.7提高到了平均5.2，大大降低了廢水的酸度，這主要是由于在酸性充氧的條件下發生了如下的反應：
　　　　O^2-＋4H⁺＋4e→2H₂O
　　這樣大大減少了中和劑的用量。由于該試劑廠有剩余的廢堿液，因而用氫氧化鈉作為中和劑。
　　3.2.2 提高可生化性效果
　　鐵碳微電解提高可生化性效果如表3和圖2所示：

　　化工有機廢水的顯著特點之一就是有毒難降解物質含量高，可生化件差。由表3和圖2可以看出經過鐵碳微電解他以后，化工有機廢水的可生化性顯著提高。這是由于鐵碳微電解池在酸性條件下，鐵和新生成的Fe²⁺具有較強的還原能力，而且新生態的H也能與廢水中許多組分發生氧化還原反應，使有機物斷鏈，提高可生化性，從而為后續的生化處理提供了有利條件。
　　3.2.3 去除COD效果
　　鐵碳微電解—混凝沉淀去除COD效果與不用鐵碳微電解直接用氫氧化鈉中和去除COD效果比較如圖3所示：

　　經過鐵碳微電解—混凝沉淀預處理系統之后，COD降低50％左右，而單獨用氫氧化鈉去中和廢水時COD僅去除10％左右。進一步證明運用鐵碳微電解作為預處理是非常必要的。經過鐵碳微電解后COD較大幅度降低的主要原因就是鐵碳微電解發生的氧化還原作用。
　　這樣經過鐵碳微電解后可大大降低后續生化工藝的負荷。
　　3.3 鐵碳微電解—復合微生物處理效果
　　在經過鐵碳微電解預處理以后，改用A+B型復合微生物進行試驗，由于該化工廢水中有毒難降解物質含量高，因此在生化處理中即使使用高效復合微生物也必須保證足夠的水力停留時間的要求。兼氧停留時間設定為2天，SBR中好氧曝氣16個時，試驗結果如圖4所示。

　　由圖4可以明顯看出，兼氧處理和SBR處理工藝中投入復合菌種后，COD大大降低，經過兼氧、SBR好氧曝氣16hr后，COD可以達到100mg/L以下，達到國家一級排放標準。
　　在試驗的過程中，也考察了水力停留時間的影響，當兼氧水力停留時間減小到36h時會影響到后續SBR的處理效果，而SBR中好氧處理的曝氣時間己是達標的最低限度。因此，對于此種化工廢水，保證足夠的水力停留時間是必要的。
　　3.4 鐵碳微電解—復合微生物去除NH₃-N效果
　　氨氮過高會影響生化處理微生物的脫氨酶活性。據文獻報道^[1]、污水中氨氮濃度在50mg/L左右對生物活性就有影響，本工藝中在兼氧、好氧罐中加入了高效復合菌種，從而大大加強了除氮效果，如圖5所示：

　　由圖5可以看出，經過鐵碳微電解—復合微生物工藝處理后，氨氮去除率在90％以上，出水氨氮低于15mg/L，達到國家一級排放標準。

4 結論

　　①鐵碳微電解—高效復合微生物可以有效地提高化工有機廢水的可生化性。
　　②當進水COD在4000～5000mg/L時，鐵碳微電解—高效復合微生物能夠有效地去除COD，使其達到國家排放標準。
　　③在廢水中的氨氮在80～100mg/L時，鐵碳微電解—高效復合微生物工藝可以使廢水中的氨氮達到國家排放標準。

參考文獻
　　[1] 白曉慧．改進AB法處理味精廢水的中試研究．中國給水排水，2000 V01.16