厌氧生物技术在工业废水处理中的应用分析

厌氧生物技术在工业废水处理中的应用分析

李锋   

深圳市睿维盛环保科技有限公司

摘要：随着科学技术水平的迅猛发展，我国各行各业在前沿科学技术融入的背景下也发生了翻天覆地的变化。但考虑到我国工业行业发展起步较晚，几十年的发展历程中存在着严峻的环境污染问题，其中关于工业废水的处理问题更是牵动人心。厌氧生物处理工艺技术是近年来在工业废水处理过程中较为常见的一种应用技术，厌氧生物处理技术的设备装置安装较为简洁，操作流程也不复杂，这种处理工艺在工业废水的处理过程中产生的有机负荷是好氧废水处理工艺的5到10倍，有利于进一步提升废水处理过程中微生物的活性，废水处理和回收利用的效率更高。我国的厌氧生物处理技术所采用的设备装置经历了数次的改革，这也推动了我国厌氧生物处理技术在工业废水处理过程中应用效率的提升。本文主要是分析了工业废水的特征以及厌氧生物技术的概念，并且就厌氧生物技术在工业废水中的应用进行了探讨，希望能够为推动我国工业废水处理质量的提升提供参考意见。

关键词：工业废水；厌氧生物技术；废水处理；应用

厌氧生物技术在工业废水处理过程中的应用已经发展了将近一个世纪的历史阶段，这种处理技术的基本原则就是要在保障无氧的环境下，为厌氧微生物提供更加良好的成长环境，此时，厌氧微生物就可以利用各类型分解和降解机能，将污水中的有机物质转化为甲烷物质以及二氧化碳物质。也就是说，采用厌氧生物技术处理废水，可以将废水中较为复杂的有机物质快速地降解为较为简单的有机化合物质，通过这种污染物质分解和转化的方式实现对废水的处理。厌氧生物技术在应用过程中具有耗能相对较低、二次污染小、资源利用效率高等多种优势，目前已经成为了我国许多工业废水处理过程中最为青睐的一种技术方式。尤其是随着我国现代工业领域的迅猛发展，在粗放型发展模式下所带来的环境污染问题也引起了社会各界的关注。大多数工业废水中含有不同类型的工业原料以及较为复杂和难降解的化学物质，这些物质一旦流入湖泊与河流，会对人们赖以生存的水体环境和土壤环境带来巨大的威胁。因此，为有效解决我国迅猛发展所带来的污染问题，更应当针对经济适用性较高的厌氧生物处理技术进行研究，实现对工业废水和工业垃圾的彻底清除，确保工业发展与自然生态环境之间的均衡性，为促进社会的长远和谐发展奠定强有力的基础条件。

一、工业废水的特征

我国对于工业废水的定义主要是工业在生产和运转过程中，由于各类型原材料或生产工艺应用等原因所出现的废水、废液等一系列与最终产物所无关的液体物质。大多数工业废水对于周边的水体环境和自然环境的影响是巨大的，这种废水与生活废水之间存在本质的区别。第一，工业废水由于采用的原材料以及生产工艺的差异性，就导致工业废水内部的污染物质较为复杂，生产不同用途产物所产生的工业废水类型也众多。第二，工业废水中涵盖着种类多样的化学物质，这些化学物质与废水交杂在一起，也为废水后期的处理和降解带来了巨大的困扰。第三，工业废水中污染物质的含量通常较高，如果这些污染物质未经过处理后就直接排放到自然水体中，会对人们赖以生存的实体环境带来不可挽回的损失和危害。第四，目前，我国的工业废水占据全国废水总量的70%以上，相比于人们的生活废水来说，工业废水的排放规模是巨大的。第五，工业废水的处理工艺是较为繁杂的，处理的过程是相互连接的体系化工程，必须要针对不同的工业废水进行综合性和针对性的处理。第六，大多数工业废水中，酸碱度水平相对较高。第七，工业废水在初期排放阶段通常都会带有一定的温度，尤其是一些高温废水对于周边生态环境的负面影响更是巨大。除此之外，工业废水中也可能会存在一些有毒有害或货易燃易爆的化学物质，这些化学物质在未经处理后直接排放也会埋下巨大的安全隐患。

二、厌氧生物技术的概念

厌氧生物技术是当前国际中一种较为先进的工业废水处理技术，其最为主要的作用价值就是对于工业和化工业在生产和运营过程中产生的废水废液进行进一步的深加工和处理，将废水中的各类型毒害物质进行降解和转化，确保废水在经过深加工处理排放后不会对周边的生态系统造成巨大的破坏和威胁。厌氧生物技术在应用过程中操作的流程是交给复杂和烦琐的，其中，尤其是微生物的培养和微生物的选择，在厌氧生物技术操作流程中发挥着不可取代的重要价值。因此，在操作过程中为厌氧生物营造良好的生存条件，才是保证工业废水中污染物质得以降解和转化的关键点。在这项技术应用过程中，首先，应当将工业废水中的污染物质进行预处理。其次，在预处理完成后的污染物质应当在水中静置一段时间自我挥发。第三，在挥发结束之后，就可以将工业废水中的污染物质转化为甲烷以及二氧化碳等其他危害性较低的物质[1]。当然考虑到并不是所有的污染物质都可以挥发，在上述处理过程后没有挥发的有机物质，可以通过厌氧菌的作用转化为甲烷和二氧化碳等危害性相对较低的物质。

三、影响厌氧生物技术在工业废水处理过程中的重要因素

厌氧生物技术虽然是一种应用成本投入相对较低、二次污染相对较小的工业废水处理技术，但是在应用过程中，依然会存在诸多不足之处。例如，厌氧生物技术中最为关键的就是为厌氧生物营造良好的生存条件，但厌氧生物的成长和发展也会受到诸多外界因素的限制。尤其是在对工业废水中的污染物质进行分解和转化的过程中，不同的微生物群体需要联合作用才能够完成转化和降解目标。因此，必须要针对厌氧生物培养过程中各类型可能存在的影响因素进行多方位的考虑，这样才能够保障厌氧生物的活性更高，最终达到更高的工业废水处理效率和质量。

（一）温度因素

为确保厌氧生物的生存和成长，温度的控制是最为主要的前提条件。通常情况下，甲烷菌最适应的生存温度需要控制在50摄氏度到60摄氏度左右，如果能够将甲烷菌的生存空间温度控制在53摄氏度左右，那么，厌氧生物的活性作用将发挥的更加显著。而在40摄氏度到45摄氏度时，厌氧菌的硝化反应效率将会明显降低。因此，工业废水的处理人员应当根据不同的工业废水类型，对厌氧菌的培育空间温度进行合理的控制[2]。

（二）PH值因素

PH值的控制是确保厌氧生物健康生存和活性最大化的另外一个关键因素。大多数厌氧生物在发挥硝化反应作用时，都离不开PH值的控制和辅助。比如，常见的甲烷厌氧菌在成长和繁殖的过程中必须要保证周边PH值的适中性，将PH值大约控制在7.0到7.2之间，就能够为甲烷厌氧菌的成长提供良好的生存条件。再比如，产酸厌氧菌的PH值应当控制在4.5到8.0之间。在利用厌氧生物处理技术处理工业废水中的污染物质时，厌氧微生物体系其实就相当受到PH值控制的缓存体系，而其中的甲烷厌氧菌和产酸厌氧菌将会在同一个处理器中共同进行繁殖和生存，为保障两种厌氧菌能够健康的繁衍和发展，应当将PH值控制在6.8到7.2之间[3]。

（三）氧化还原电位因素

为厌氧菌的成长提供无氧气的环境是保障厌氧菌健康繁殖的基本要素。大多数研究人员都可以借助厌氧菌浓度以及电位之间的内在联系，来进一步判断厌氧反应器中当前的氧气水平。通常情况下，甲烷厌氧菌的氧化还原电位需要控制在-150mv~-400mv，而大多数的非甲烷厌氧菌的氧化还原电位范围应该控制在-100mv~100mv[4]。

（四）有机负荷因素

根据社会调查数据发现，有机负荷量的控制与厌氧生物的硝化反应效率之间具有密不可分的内在联系，有机负荷量的控制将会对厌氧处理器中的厌氧生物产气量和活性效率起到决定性的关键作用。在核定的范围内，大多数的厌氧生物处理器有机负荷量与厌氧生物的产气率之间存在负相关的关系，而厌氧生物处理器的有机负荷量与厌氧生物处理器的容量之间则存在正相关的关系[5]。

（五）F/M比因素

相比于大多数的好氧生物来说，厌氧生物处理技术在应用的过程中对于厌氧处理器的有机负荷量要求更加严格，需要的有机负荷量也更高。通常情况下，需要营养处理器的有机负荷量始终保持在5kgCOD/m.d~80kgCOD/m.d。因此，在处理器运转过程中必须要针对处理器的负荷量进行选择，应当考虑到处理反应器运行过程中的生物量。

（六）有毒物质因素

许多工业废水中的毒害化学物质大量存在将会直接影响到厌氧生物的生存以及繁衍。例如，在一些重金属污染物质、硫酸氧污染物质以及氨氮污染物质大量存在的情况下，都会对厌氧生物的生存和繁衍带来负面影响。再比如，厌氧硝化反应过程中如果存在硫酸盐物质，这些物质极有可能与厌氧菌之间发生生物反应被还原为硫化合物，而硫化合物将会直接抑制甲烷的产生[6]。

四、厌氧生物处理技术在工业废水处理中的实践应用

（一）厌氧生物处理技术在皮革工业废水中的实践应用

由于皮革制品的生产加工工艺和流程较为烦琐复杂，并且，在皮革制造的过程中将会使用大量的化工原材料，因此，皮革的生产和制造商最终排放的工业废水中必然会存在诸多含有毒害物质的化工元素，针对皮革生产商的工业废水处理必须引起重视[7]。例如，在皮革生产加工过程中，需要经过浸泡、脱毛、泡酸、鞣制、酸碱中和以及染色等多个不同的环节，在这些不同的环节中，都会加入种类繁杂的化工原材料，这些原材料都具有毒性较高、含量较大等共同特征。因此，在对皮革类工业废水进行深加工和处理的过程中，处理人员往往都会选择采用物理化合反应技术以及厌氧处理技术相互融合的处理方法进行。比如，在对铬鞣废水进行加工处理的过程中处理技术人员就可以先利用物理化学相结合的技术对工业废水中的一些重金属元素进行物理沉降，将重心蜀元素与工业废水相互分离之后，在通过利用厌氧菌来处理工业废水中存在的其他污染物质。当前，我国的许多皮革生产商和加工企业都会采用这种生物厌氧处理技术与物理化学处理技术相互结合的工艺方式对工业废水进行深度处理，进行深度加工和处理后的废水净化率基本可以达到90%以上[8]。

（二）厌氧生物处理技术在啤酒加工废水处理中的实践应用

相比于其他的工业废水来说，啤酒加工生产厂在啤酒制作中需要采用大量的微生物对啤酒产物进行发酵，而微生物在发酵的过程中也会产生诸多的污染物质，对周边的水体环境带来危害。因此，技术处理人员在应用厌氧菌深度处理啤酒加工废水时，通常可以先对啤酒加工废水中的微生物发酵物进行溶解，当这些生物完全溶解后就会形成新的有机物质，然后再对有机物质进行物理过滤和沉降。需要注意的是，考虑到啤酒加工产业制造和生产的工艺流程是极其复杂的，因此，在采用厌氧生物废水处理技术的过程中，还面临着诸多难以解决的技术难关。但考虑到厌氧生物技术在啤酒加工废水处理过程中在处理效率和处理成本方面的优势，这项技术依然得到了许多啤酒加工企业的青睐

[9]。

（三）厌氧生物处理技术在造纸废水处理中的实践应用

在我国的造纸行业中，为了有效地提升工业废水的转化效率，大多数造纸企业都会利用厌氧生物净化处理技术以及好氧生物净化处理技术相互联合的应用方式进行深度处理。通过这样的联动式处理方法，不仅能够大幅度地提升水体处理的最终质量，同时，也能够有效地降低造纸废水处理过程中的成本投入费用。除此之外，为了有效地提升造纸废水处理过程中的再次利用效率，大多数造纸企业都对传统的厌氧生物废水处理技术进行了改进和优化，希望能够在上一个环节处理完成后将处理后的污水进行循环利用。与此同时，厌氧生物处理技术还可以对布料染色后的废水进行处理。当前，我国许多的纺织企业都会应用厌氧处理技术与好氧处理技术相互联合地处理工艺对染料产生的废水进行深度处理[10]。

五、厌氧生物处理技术在工业废水中的应用发展前景

近年来，随着许多业界相关人员对于厌氧生物处理技术的深度研究，目前，厌氧生物处理技术在工业废水领域中的应用体系也开始趋于成熟。目前较为瞩目的研究成果主要有厌氧滤池、升流式厌氧污泥床以及厌氧膨胀颗粒污泥床等技术的应用，虽然这些技术相较于传统的厌氧生物技术来说已经完成了巨大的转变，但其中依然存在诸多的漏洞有待完善。其实，从微生物以及化学处理的角度来看，厌氧生物处理技术在工业废水处理过程中只是一个预先处理的过程，主要是为了去除工业废水中的残留有机物质。因此，这种技术通常被应用在浓度较高的工业废水处理过程中[11]。在未来，我国工业废水的处理手段将会进一步地升级和优化，除了采用厌氧生物技术进行支持之外，还应当联合好氧生物技术的处理方法。相比于现阶段好氧生物技术的处理方法来说，厌氧生物处理技术对于能源的依赖强度相对较低，并且在前期投入的成本费用也不高，在处理后残留的污泥量更少，因此，厌氧处理技术无疑是城市工业废水技术未来发展的重要方向。但考虑到厌氧生物对于化学物质中的一些毒害性物质敏感度较高，尤其是在甲烷菌繁衍和生存的过程中更是容易受到这些毒害物质的影响。因此，为提升厌氧处理技术的应用效率，应当将厌氧生物处理技术与现有的污水处理技术之间进行优势互补，形成一个相对综合性的技术循环体系。除此之外，由于受到了污水处理环境等多方面因素的影响，单独的采用厌氧生物处理技术直接对废水进行处理在我国还没有大范围的普及。因此，更应当针对厌氧处理技术的流程和处理器进行优化升级，进一步扩大这种废水处理技术的适用范围[12]。

结语：

综上所述，厌氧生物处理技术本身就具有应用成本较低、应用效率较高等多方面的优势，因此，我国的相关污水处理企业更应当针对企业自身产物的特征选择合适的处理工艺，将厌氧生物处理技术与其他污水处理方法相互联合，尽可能地提升厌氧生物处理技术在废水处理中的应用效率。

参考文献：

[1]张立果.高级氧化技术在工业废水处理中的运用探析[J].资源节约与环保,2022(05):100-102+109.

[2]孙桂强,王克垒.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用分析[J].皮革制作与环保科技,2022,3(09):26-28.

[3]邓诗琴.工业废水处理现状与解决对策研究[J].资源节约与环保,2021(02):75-76.

[4]吴宇峰.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用[J].科技风,2021(05):183-184.

[5]黄桂华,肖科.厌氧生物处理工业废水影响因素研究[J].资源节约与环保,2020(08):100.

[6]王振凯.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用[J].皮革制作与环保科技,2020,1(08):44-45+48.

[7]张少统.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用[J].当代化工研究,2020(08):111-112.

[8]丁雁雁.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用[J].皮革制作与环保科技,2020,1(05):124-126.

[9]冯腾超.工业废水处理中厌氧生物技术应用研究[J].门窗,2019(13):252.

[10]刘磊.工业废水处理中厌氧生物技术应用研究[J].资源节约与环保,2019(08):83.

[11]雍田景.厌氧生物技术应用于工业废水处理中的研究[J].生物化工,2019,5(03):158-160.

[12]郭小桐,刘磊,周晶.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用[J].化工设计通讯,2019,45(01):212+254.

李锋 身份证：441424198706152594