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厭氧一好氧接觸氧化處理汽車脫脂廢水研究

環境工程學報Vol:4 NO:5 2010,1125-1128

作者：张向和、彭绪亚、刘峰

本文測試汽車脫脂廢水於上流式厭氧污泥床(up flow anaerobic sludge blanket，UASB)與好氧接触氧化進行處理的實驗。

重點摘要：

汽車脫脂廢水產生於汽車塗裝流程中的脫脂步驟，主要是用熱鹼液和有機溶劑清洗待塗裝之車身，塗裝廢水為強鹼性的脂肪酸鹽，還含有大量的表面活性劑。

實驗裝置如下圖所示：

實驗前處理：

將脫脂水進行稀釋後再進入厭氧反應器，進水用鹽酸調節pH值。由於甲烷菌的最佳pH值範圍為6.8~7.2。，因此，將進水pH值調節為7左右。同時，為促進甲烷菌的生長，進水中添加微量元素Fe、Co和Ni，濃度分別為1、0.1和0.2mg／(L·d)。

厭氧反應器進水流量保持在4.75 L／d，水力停留時間為3.4天。

實驗結果：

在最初的28天內，反應器處於啟動階段，進水COD為2000~2700 mg／L，厭氧反應器的容積負荷為0.52~0.8 kg COD／(m’·d)，出水COD為1236~1876 mg／L，COD去除率平均為31%。

從第29天起，增加了進水濃度，此階段維持至39天。進水COD濃度為3255~4755 mg／L，厭氧反應器的容積負荷為0.97~1.41 kg COD／(m³·d)，出水COD濃度為1430~2072 mg／L，COD去除率平均為55%。

從第68天起，將進水COD濃度維持在6000 mg／L左右(進水COD濃度提高到8000 mg／L

時，出水情況惡化，出水帶出黑色厭氧污泥)。出水COD基本在3000 mg／L左右，去除率約為38%。

但這段文字有疑問，從所附圖片來看，69天把進水負荷提到到8000 ppm，幾天後(75天)驗養出水明顯飆高，作者隨即降低進水負荷，維持於6000ppm附近，厭氧出水則約2500~3000ppm附近，然後就終止實驗，應該再降低些微負荷，觀察去除率比值，可否回升到50%附近，才屬較佳實驗。

結合耗氧系統實驗：

進水COD濃度穩定在6000 mg／L時(第68天起)，好氧反應器出水於此後的第15天達到364 mg／L，去除率為89％。

因為作者是把厭氧系統的出水變成耗氧的入水，所以突然增加厭氧系統負荷時，也會導致耗氧系統的負荷增加。

那作者雖然也有同步進行單獨耗氧系統的實驗，但其結論為，單獨好氧反應器出水波動比較大，且COD一直維持在1000ppm以上，個人會認為耗氧系統的處理效果可能可更高，應同時採用逐步增加負荷方式實驗。

作者結論：

厭氧串聯好氧組合單元出水要比好氧單元出水穩定、波動小。主要原因在於：廢水在經過厭氧處理時，反應過程主要以水解酸化作用為主，對於廢水中所含有的高分子有機物，尤其是高級脂肪酸鹽等，產酸菌將廢水中的部分大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質，在去除COD的同時，出水COD中30％左右是揮發酸。因此，厭氧串聯好氧組合工藝明顯優於好氧工藝。

脫脂廢水難降解原因分析：

結果表明，厭氧工藝對脫脂廢水的COD去除率僅有40％，且揮發酸的含量高，說明在厭氧反應過程中，揮發酸並沒有作為甲烷菌的底物得到分解。整個實驗過程中，產生的沼氣量較小，甲烷茵不活躍。其主要原因在於，脫脂廢水中含有的表面活性劑等物質對厭氧菌有強烈的抑制作用。

當直鏈烷基苯磺酸鈉(1inear alkylbenzen esul fonate，LAS)濃度為18.9 mg／L時對厭氧產酸菌的抑制作用可達50％，LAS濃度為6.3mg／L時，對厭氧產甲烷菌的抑制作用也達到50％。

文中脫脂廢水中LAS濃度在27mg／L以上，對於厭氧抑制明顯。

評論：

從結論來說，是符合我們化學邏輯，當經過厭氧處理後，雖有抑制作用，但仍處理部分有機物，進而降解成小分子，供耗氧系統使用，但應該更明確比較單純耗氧系統的效果，其單純耗氧系統似乎可承受更高水樣負荷。
但從作者實驗也可得知，厭氧系統的入水從低負荷2000ppm、3000ppm、6000ppm，逐步增加，到8000ppm會明顯超負荷，未來實驗也可參考之。