化工企业中化学氧化处理生物降解对污水的处理研究.pdf

第37卷第4期2023年7月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.4Jul.2023化工企业中化学氧化处理生物降解对污水的处理研究郭幸语1袁 韩昌2（1.天门职业学院，湖北 天门 431700；2.武汉商学院，湖北 武汉 563000）摘要院 目的：研究化工企业中化学氧化处理生物降解对污水的处理。方法：首先，选取生物降解与污水处理所需的试验仪器与药剂；其次，化学氧化处理降解污水样品中的生物，解析生物群落结构中分布的分子，确定水体中的沉积物结构；最后，建立化工污水生物降解深度处理装置，采用 A/O 厌氧好氧法，对污水样品中的有机污染物进行过滤处理，厌氧好氧处理结束后，将污水样品放入二沉池中，经过不断回流，获取污水处理后的无污染水体。结果：化工企业污水样品中 COD、SS、TN、TP、NH3-N 等有机污染物的剩余浓度均呈现大幅减少的趋势，污水处理效果较好。结论：对化工企业的污水进行处理，能够提高化工企业的水体质量，改善水体环境，对促进我国水资源的可持续发展具有重要意义。关键词院化工企业；化学；氧化降解；生物；污水doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.04.023中图分类号院 X703曰TQ09文献标志码院 A文章编号院1008-1267(2023)04-0079-03收稿日期：2023-01-17课题项目名称院湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队（课题编号：T2019036）本文在传统污水处理工艺的基础上袁引入化学氧化处理生物降解机理袁 以 M 化工企业为例袁开展了化学氧化处理生物降解对污水处理的研究袁提高我国化工企业水体的质量袁改善化工企业水体环境遥1概况选取某地区 M 化工企业为本次试验的研究目标袁 研究区域面积约为 100m伊80m袁 为矩形区域袁所在范围属于平原的一级阶地袁地形相对平坦袁岗地连接紧密袁整体地势的高差为 515m袁地表岩性主要为黄土状亚砂土遥 研究区年平均降水量为 426.51mm袁变化幅度较大袁降水年内分配不均袁 69 月份降水量较大曰 年平均气温为 12.5益袁最低温度可达-30.2益袁最高温度可达 38.6益遥 污水所在区域地下水类型主要为松散岩类孔隙承压水袁含水层厚度约为 15.5m遥 M 化工企业的水资源主要来源于地下水侧向径流袁通过侧向径流进行污水排泄遥 采用水质检测仪器袁对污水水质进行了测试袁指标氨氮尧总氮尧总磷尧CODcr尧汞的含量分别 为院8.5710.64尧46.2859.43尧9.7215.68尧64.5580.17尧34.0543.18mg/L遥该化工企业污水中污染物含量存在严重超标现象袁对所在地区的生态环境造成了威胁遥 在此基础上袁引入化学氧化处理生物降解机理进行研究遥2污水处理研究2.1试验仪器与药剂本次试验中袁 需要使用较多的仪器与药剂袁处理污水的各个结构单元遥 采用建立滤柱模拟生物膜的方式袁通过控制滤柱尺寸大小袁对水泵进行动力补给袁实时记录污水处理的预计总量遥试验所需仪器与药剂如表 1 和表 2 所示遥2.2污水处理过程对污水中的生物进行化学氧化处理降解袁为后续的污水处理提供基础保障1遥 选取 M 化工企天津化工2023 年 7 月序号名称分子式规格1六水丁二酸钠C4H4Na2O4 6H2O分析纯2硫酸铵(NH4)2SO498%3磷酸氢二钾K2HPO4 3H2O分析纯4一水硫酸锰H2MnO5S分析纯5除磷药剂FeSO4 7H2O分析纯（99.9%）6三羟甲基氨基甲烷C4H11NO3分析纯序号名称规格生产厂家1水箱0.75m3（PVC）沈阳市绿水源水箱制造有限公司2立式泵Q=0.670.92m3/h，H=12m南京市绿环泵业有限公司3反冲洗鼓风机Q=10.15m3/h，H=9m山东华东风机有限公司4智能多参数消解器5B-1（V8）北京华仪行科技有限公司5氯离子测定仪BANTE321-CL赛多利斯科学仪器（北京）有限公司6生化培养箱LRH-150F上海一恒科技有限公司7真空抽滤装置GM-0.35A天津市建腾实验设备有限公司业污水沉池中的污水作为试验样品袁对其进行静沉处理袁静沉至污泥浓度为 70008200mg/L袁过滤污水中的上清液袁将静沉后的污泥冷藏袁冷藏 4h后运送至实验室袁恢复污泥硝化活性2遥 对冷藏后的污水样品进行格栅处理袁 再放入中间沉淀池进行污水预沉袁 实时记录污水样品中污染物指标的含量变化3遥 向污水样品中不断添加除磷药剂与载银活性炭袁进行室内吸附试验袁设置添加时间间隔为 30min袁 在每次药剂添加结束后袁利用氯离子测定仪测定污水样品中汞含量尧磷含量的变化4遥本次试验所采用的是化学氧化处理生物降解法遥 使用无菌移液管袁吸取污水样品中 1mL 的含菌悬浮液袁 装入含有 5mL 生理盐水的试管中袁获取污水样品稀释菌液遥 将污水样品稀释菌液加入生化培养箱中袁使用无菌涂布棒将菌液均匀涂抹在培养箱的表面袁根据实际试验情况袁标记菌液的稀释倍数与时间袁实时观察并记录污水样品菌落的生长状态遥 解析生物群落结构中分布的分子袁确定水体中的沉积物结构袁采用生物降解反应机制袁对污水样品中的硫酸盐进行还原袁有针对性地分析污水中的微生物群落袁确定污水化学氧化降解作用的主要机制5遥 当污水样品中发生不产甲烷的生物化学氧化降解时袁采用分馏处理方式袁 将污水样品中的无机碳进行贫化分离袁产生碳同位素贫化的 CH4袁 使样品中二氧化碳的浓度上升袁区分污水样品化学氧化处理中产甲烷与不产甲烷的降解机制遥 在污水样品取样水体的边缘位置与下游位置分别布设监测点袁实时记录监测点同位素值的变化情况袁反映水体环境的污染程度袁根据污染程度在水体中调节微生物的降解作用袁使降解产物的含量逐渐升高袁完成生物化学氧化处理降解遥化学氧化处理生物降解结束后袁再对污水样品进行全方位尧全过程的处理遥 根据化学氧化处理生物降解的结果与特征袁建立化工污水生物降解深度处理装置袁采用 A/O 厌氧好氧法袁对污水样品中的有机污染物进行过滤处理袁A/O 厌氧好氧处理流程如图 1 所示遥首先袁对 M 化工企业选取的污水样品进行格栅处理袁初步过滤大颗粒有机污染物曰再将格栅处理后的样品放入沉砂池静置 20min袁 沉降污水中难降解的成分曰其次袁取出放入初沉池 25min袁在静置过程中袁不断加入六水丁二酸钠与一水硫酸锰袁 注意添加的先后顺序袁 每种药剂在添加5min 后袁再添加另一种药剂曰最后袁根据污水样品处理后的污染物含量与特征袁选择厌氧池或好氧池遥 在厌氧池中袁设置其容积比为 0.7袁混合液的表 1试验所需仪器说明表 2试验所需药剂说明图 1A/O厌氧好氧处理流程80第 37 卷第 4 期郭幸语等：化工企业中化学氧化处理生物降解对污水的处理研究回流比为65%袁溶解氧浓度低于 0.5mg/L袁利用硝化反应袁选取铁离子作为混凝剂袁加入物质的量比为 9颐6颐1 的 K2S2O8/N/P袁 对其进行搅拌操作袁控制搅拌速度为 45r/min袁去除污水样品中的氮化合物袁经过硝化反应不断转换作用袁生成氮气并释放到空气中遥 在好氧池中袁依据两段混合液回流的原理袁控制污水样品中碳源分配比袁通过聚集磷的方式袁过滤污水样品中多余的有机物遥A/O 厌氧好氧处理结束后袁 将污水样品放入二沉池中袁通过回流原理袁对样品中存在的剩余污泥进行重复处理袁获取处理后的无污染水体遥3污水处理结果分析本文结合同位素分析的原理袁对处理后的污水样品 COD 浓度进行分析遥 分别选取 5尧6尧7尧8尧9尧10 等六个不同的 pH 值袁 能有效反映污水样品处理后生物酶的离解结果与电离状况袁得出样品的催化活性遥 分别选取 pH 值为 5尧6尧7尧8尧9尧10时袁 采用智能多参数消解器袁 测定污水样品中COD 浓度袁获取 COD 处理效果袁如图 2 所示遥在不同 pH 值情况下袁污水样品的 COD 浓度均呈现下降趋势袁COD 去除率逐渐升高袁 表明污水样品处理后袁其 COD 有机污染物大幅减少遥 在此基础上袁使用相关的测定仪器设备袁对应用化学氧化生物降解处理污水前与应用处理后袁污水样品中各类有机污染物的剩余浓度进行测定并对比袁如图 3 所示遥根据图 3 的对比结果可知袁进行污水处理试验后袁 污水样品中 COD尧SS尧TN尧TP尧NH3-N 等有机污染物的剩余浓度均大幅减少袁污水处理效果较好袁可行性较高遥4结束语污水处理工艺对改善化工企业水体质量袁保护水资源至关重要遥 为改善传统化工企业污水处理工艺的不足袁本文在传统污水处理工艺的基础上袁引入化学氧化处理生物降解机理袁开展了对污水处理的研究遥 通过本文的研究袁有效提高了化工企业的水体质量袁改善了水体环境袁具有较强的适应性袁整体处理工艺流程相对简便袁处理效果较高袁 对化工企业的可持续发展具有重要意义遥参考文献：员 郝晓地,杨振理,李季.疫情背景下污水中的表面活性剂对污水处理效果的影响与机理J.环境工程学报,2021,15(6):1831-1839.2 吴蕾,彭永臻,李凌云.污水处理厂 PPCPs 的污染现状与去除技术J.安全与环境工程,2021,28(1):179-190.3 任浩宇,姚昕,马飞扬.微生物降解影响下湖泊草源 DOM 与重金属的相互作用J.中国环境科学,2020,40(11):4989-4997.4 王新科,金红,梁生康,等.长江口不同来源溶解有机质光化学/微生物降解作用及机制研究 J.中国海洋大学学报(自然科学版),2020,50(12):88-97.5 肖锟,刘聪洋,王仁女,等.表面活性剂影响微生物降解多环芳烃的研究进展J.微生物学通报,2021,48(2):582-595.图 2污水样品 COD 处理效果图 3化学氧化生物降解处理污水前后污染物浓度对比81