何義亮1 張波2
（1.上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240；2.蘭州鐵道學(xué)院環(huán)境工程系，甘肅蘭州 730070） 摘 要：本文研究了鐵碳微電解—高效復(fù)合微生物對(duì)于化工有機(jī)廢水的處理效果。通過(guò)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解預(yù)處理以后，B/C比由0.13提高至0.32，酸度有所下降。進(jìn)水COD在4000～5000mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解—高效復(fù)合微生物，出水COD低于100mg/L，進(jìn)水NH3-N在80～100mg/L時(shí)，出水低于15mg/L。
關(guān)鍵詞：鐵碳微電解 微生物 有機(jī)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(jī)物質(zhì)，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(zhǎng)、成本低廉及操作維護(hù)方便等特點(diǎn)，因使用的主要原料是來(lái)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(jī)廢水的預(yù)處理方法具有“以廢治廢”的意義?；U水經(jīng)過(guò)鐵還原以后，生化性有所提高，但由于本試驗(yàn)廢水水質(zhì)極為復(fù)雜，含有大量的有毒難降解物質(zhì)，而通過(guò)厭氧水解酸化可使許多高分子難降解物質(zhì)水解成低分子易生化物質(zhì)，進(jìn)一步提高可生化化。經(jīng)過(guò)鐵碳微電解、厭氧水解酸化兩級(jí)預(yù)處理以后，可生化性大大提高，但此時(shí)水中的有機(jī)物含量相當(dāng)高，因而必須選取行之有效的生化方法。高效復(fù)合微生物近年來(lái)在染料、醫(yī)藥、涂料化工等廢水工程的應(yīng)用中獲得了很好的效果。其主要是利用高效復(fù)合微生物優(yōu)異的破雜環(huán)、斷長(zhǎng)鏈、耐鹽、除氮、降COD、提高B/C的能力，在先進(jìn)合理的工藝基礎(chǔ)之上，對(duì)難降解廢水進(jìn)行處理。復(fù)合微生物在不同廢水中的應(yīng)用分成A型、B型和C型。大致由芽苞桿菌屬（Bacillus）、產(chǎn)堿假單苞菌屬（Pseudomonas）、硫桿菌屬（Thiobacillus）、無(wú)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(fù)合微生物與普通活性污泥的顯著區(qū)別是高效復(fù)合微生物的確種類齊全，活性高。
本試驗(yàn)主要研究了上海某試劑廠化工廢水在處理的過(guò)程中，以鐵碳微電解作為預(yù)處理，將高效復(fù)合微生物投入?yún)捬跛馑峄蚐BR反應(yīng)器以后提高可生化性、去除COD）和氨氮的效果。 2 試驗(yàn)條件與方法 2.1 試驗(yàn)水質(zhì)與測(cè)試方法
待處理廢水水質(zhì)如下1表示： 表1：廢水水質(zhì)一覽表| CODcr(mg/L) | 4000～5000 | | BOD5(mg/L) | 300～900 | | BOD5/CODcr | 0.05～0.15 | | pH | 1～3 | | Cu2+(mg/L) | 0.6～1.5 | | Pb2+(mg/L) | 1.5～2.6 | | NH3-N(mg/L) | 80～110 | 本試驗(yàn)所測(cè)各指標(biāo)方法如下：
CODcr：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(yàn)工藝流程及裝置
本試驗(yàn)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(shí)間為2—3小時(shí)，傾出清液用NaOH液調(diào)節(jié)PH至7.5—8.0。在兼氧系統(tǒng)中加入復(fù)壯后的A型與B型復(fù)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(tǒng)中無(wú)沼氣生成，系統(tǒng)內(nèi)微生物呈懸浮狀態(tài)?？刂瓢l(fā)酵時(shí)間為2—3天，取出清液進(jìn)行SBR好氧處理。在好氧處理罐中加入己復(fù)壯的B型復(fù)合微生物，放入兼氧出水，暖氣16—18小時(shí)，沉淀2小時(shí)左右后排放。
試驗(yàn)裝置：兼氧罐6升，SBR反應(yīng)罐6升 
3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 3.1 單獨(dú)用高效復(fù)合微生物的處理效果
原廢水進(jìn)行稀釋，未作前處理直接用A型復(fù)合微生物進(jìn)行處理，滯留4～6天，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示： 表2：未經(jīng)預(yù)處理直接用高效符合微生物處理廢水試驗(yàn)結(jié)果| 時(shí)間 | 兼氧處理 | SBR好氧處理 | 進(jìn)水COD
mg/L | 滯留期 | 出水COD
mg/L | 進(jìn)水COD
mg/L | 滯留期 | 出水COD
mg/L | | 12.23 | 2562 | 6d | 1368 | 1368 | 18hr | 1077 | | 12.25 | 2562 | 6d | 1547 | 1547 | 18hr | 1095 | | 12.27 | 2562 | 6d | 1588 | 1588 | 18hr | 1435 | | 12.29 | 2562 | 4d | 2011 | 1588 | 18hr | 1500 | | 01.02 | 2562 | 4d | 2437 | 1588 | 18hr | 1925 | 由上表可以看出，原水未經(jīng)預(yù)處理直接用單一A型微生物進(jìn)行厭氧水解酸化—SBR處理系統(tǒng)后，在滯留4～6天COD的去除效果并不明顯，而且在試驗(yàn)的過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)污泥膨脹，菌種死亡等明顯中毒現(xiàn)象。由此可知，即使采用高效復(fù)合微生物也須對(duì)此化工廢水進(jìn)行預(yù)處理以提高其可生化性。
3.2 鐵碳微電解的預(yù)處理效果
3.2.1 降低酸度效果
經(jīng)過(guò)鐵碳微電解預(yù)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(fā)生了如下的反應(yīng)：
O2-＋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： 表3：提高可生化性后處理效果的比較| 指標(biāo)次序 | １ | ２ | ３ | ４ | ５ | | 進(jìn)水 | CODcr | 4034 | 4560 | 4258 | 4837 | 4789 | | BOD5 | 807 | 410 | 639 | 435 | 575 | | B/C | 0.2 | 0.09 | 0.15 | 0.09 | 0.12 | | 出水 | CODcr | 2054 | 2419 | 2133 | 2478 | 2299 | | BOD5 | 596 | 774 | 789 | 843 | 644 | | B/C | 0.29 | 0.32 | 0.37 | 0.34 | 0.28 | 
化工有機(jī)廢水的顯著特點(diǎn)之一就是有毒難降解物質(zhì)含量高，可生化件差。由表3和圖2可以看出經(jīng)過(guò)鐵碳微電解他以后，化工有機(jī)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(qiáng)的還原能力，而且新生態(tài)的H也能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)物斷鏈，提高可生化性，從而為后續(xù)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(jīng)過(guò)鐵碳微電解—混凝沉淀預(yù)處理系統(tǒng)之后，COD降低50％左右，而單獨(dú)用氫氧化鈉去中和廢水時(shí)COD僅去除10％左右。進(jìn)一步證明運(yùn)用鐵碳微電解作為預(yù)處理是非常必要的。經(jīng)過(guò)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(fā)生的氧化還原作用。
這樣經(jīng)過(guò)鐵碳微電解后可大大降低后續(xù)生化工藝的負(fù)荷。
3.3 鐵碳微電解—復(fù)合微生物處理效果
在經(jīng)過(guò)鐵碳微電解預(yù)處理以后，改用A+B型復(fù)合微生物進(jìn)行試驗(yàn)，由于該化工廢水中有毒難降解物質(zhì)含量高，因此在生化處理中即使使用高效復(fù)合微生物也必須保證足夠的水力停留時(shí)間的要求。兼氧停留時(shí)間設(shè)定為2天，SBR中好氧曝氣16個(gè)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)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(fù)合菌種后，COD大大降低，經(jīng)過(guò)兼氧、SBR好氧曝氣16hr后，COD可以達(dá)到100mg/L以下，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
在試驗(yàn)的過(guò)程中，也考察了水力停留時(shí)間的影響，當(dāng)兼氧水力停留時(shí)間減小到36h時(shí)會(huì)影響到后續(xù)SBR的處理效果，而SBR中好氧處理的曝氣時(shí)間己是達(dá)標(biāo)的最低限度。因此，對(duì)于此種化工廢水，保證足夠的水力停留時(shí)間是必要的。
3.4 鐵碳微電解—復(fù)合微生物去除NH3-N效果
氨氮過(guò)高會(huì)影響生化處理微生物的脫氨酶活性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[1]、污水中氨氮濃度在50mg/L左右對(duì)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(fù)合菌種，從而大大加強(qiáng)了除氮效果，如圖5所示： 
由圖5可以看出，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解—復(fù)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(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 4 結(jié)論 ?、勹F碳微電解—高效復(fù)合微生物可以有效地提高化工有機(jī)廢水的可生化性。
?、诋?dāng)進(jìn)水COD在4000～5000mg/L時(shí)，鐵碳微電解—高效復(fù)合微生物能夠有效地去除COD，使其達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
?、墼趶U水中的氨氮在80～100mg/L時(shí)，鐵碳微電解—高效復(fù)合微生物工藝可以使廢水中的氨氮達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 參考文獻(xiàn)
[1] 白曉慧．改進(jìn)AB法處理味精廢水的中試研究．中國(guó)給水排水，2000 V01.16 | 
