QBR高效生化处理技术在处理化工废水中的应用

鞠建伟

摘 要：化工产品生产过程中排放的大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的高浓度化工废水，处理的难度大。针对高浓度化工废水的特点和传统的好氧生化处理方式的局限，本文介绍了稳定可行的QBR高效生化处理技术，并就其应用进行了综合分析，证实了QBR高效生化处理技术对高浓度化工废水的处理具有很好的效果。

关键词：高浓度 化工废水 QBR

中图分类号：X78 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0033-02

随着经济的飞速发展，科学技术的快速进步，化工产品种类越来越多，人类生活的方方面面都离不开化工。但化工产品生产过程的排放物对环境的污染很大，对人类健康的危害也日益严重，尤其是在制药、染料、日化等精细化工产品生产过程中排放的物质，大多是高浓度、结构复杂多样、有毒害以及难生物降解。由这类高浓度化工废水引发的一系列水体严重污染、生态环境剧烈恶化、威胁人体健康等问题，逐渐受到社会各界和政府环保部门的关注。

当前，化工废水已经成为目前国内外公认的难处理废水之一，而高浓度化工废水处理的最终标准是达到城镇污水处理厂的《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）。高效、经济地处理高浓度化工废水具有重要的意义。处理好高浓度化工废水，不仅能保护人民的身体健康，又能实现环境的可持续发展。

1 高浓度化工废水的特点

高浓度化工废水具备的主要特点为：浓度高、排放量大、组成复杂多样、生物难以降解。不同的化工废水的水质差异很大。就化学需氧量而言，较低的化工废水也在2500～3500 mg/L之间，高的甚至达每升数万毫克、几十万毫克；另外，它含有很多有毒有害物质，精细化工废水有许多有机污染物，如卤素化合物、硝基化合物，都对微生物具有毒害作用；同时，废水中含有杀菌作用的表面活性剂及分散剂等；而且，废水的可生化性差，色度高。

2 A/O工艺及其局限性

目前国内处理高浓度化工废水技术主要采用的水处理工艺路线为“预处理+A/O生化处理+深度处理”。国内外多数采用A/O工艺即缺氧、好氧生物法来处理高浓度化工废水。

（1）A/O工艺的原理。A/O法是改进的活性污泥法，使有机污染物得到降解，并具有一定的脱氮除磷功能。在缺氧段，异养菌将可溶性有机物和悬浮污染物水解为有机酸，将大分子有机物水解为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物，可提高废水的可生化性和处理废水的效率；在缺氧段，异养菌对蛋白质、脂肪等污染物进行氨化，游离出氨，完成生态循环，实现污水无害化处理。

（2）局限性。高浓度化工废水中的多环和杂环类化合物存在很多，经好氧生物法处理后的水中的COD指标不能确保达标；并且，水中含一定量的难降解有机物，不能完全达到排放标准。同时，异养菌等微生物受温度、pH、进水浓度的影响较大。好氧池中的微生物对温度较为敏感，低温将抑制其生物活性。当浓度过高以至于超过微生物的耐受能力时，会导致处理效果大大降低，尤其要注意好氧工艺段。

3 QBR高效生化处理技术

韩国SK集团研究开发的QBR高效生化处理技术是高浓度化工废水处理工程的新的高效工艺。

3.1 QBR的概述

（1）QBR高效生化处理技术的原理。QBR（Quick Bioreactor）高效生物处理技术是在全面分析废水中的污染物成分和模拟废水环境条件的基础上，通过在废水处理系统生物处理单元中植入特效微生物菌群，投加特效微生物菌群所需营养液（BMM），实现对目标污染物的充分生物降解，从而提高废水的可生物降解水平和处理效率。打破了传统好氧生化处理方式，在好氧污水处理系统中运用现代微生物培养技术，通过生物强化技术对专一性强、高活性的特效微生物菌群进行强化，使传统活性污泥法无法处理的高浓度化工废水中的难生化降解有机物快速、经济地降解为低浓度、易生化的废水生物。图1为QBR高效生化处理技术典型的工艺流程。

（2）QBR具备明显优势。特效微生物菌群长期生存于含有高浓度毒性的有机化合物环境，在其微生物酶的降解作用下，可以降低工业废水的生物毒性，提高可生化性，也为其后续处理创造出有利条件。QBR工艺具有高于传统活性污泥法10倍以上的容积负荷，极大地降低了高浓度化工废水的处理成本。还可以大大缩短处理工艺流程，一次性投资及处理费用较传统的花费少。该技术避免了焚烧法、湿式氧化法等高温高压运行方式，在常温、常压条件下即可实施，减少了潜在危险因素，也转移污染物，更不会带来二次污染。较之传统生物处理系统，启动时间大大缩短，植入特效微生物菌群两到三天后即可实现正常运行，而传统启动时间则需一两个月；同时，改善了污泥沉淀性能，抑制污泥膨胀，废水处理系统运行的稳定性大大增加。

3.2 应用分析

（1）图2为某化工厂污水QBR工艺流程。

高浓度化工废水与低浓度化工废水同时进入QBR反应器，经QBR中生长的特效微生物菌群的生化降解作用，可以将废水中难生化降解的有机物高效降解；处理后的出水进入一沉池，并将QBR的出水进行初次沉淀与分离；处理后的出水加入PAC及PAM混凝剂后，进入二沉池，进行二次沉淀分离。当二沉池处理后的出水达到设计排放指标后，将其排放至二级污水处理厂处理。两座沉池沉淀下来的污泥一部分回流至QBR反应器，另一部分则排入污泥储池，经脱水机房脱水处理后外运。

（2）工艺说明。QBR工艺的主反应区是曝气池，它是QBR技术的关键构筑物，曝气池内有旋流曝气器，经鼓风机进行供氧曝气；QBR生化工艺有一定的特殊性，在生化进行过程中会放热，导致曝气池内温度升高，而生化反应的特效微生物菌群在不同温度下会有不同的处理效果。为了避免较高温度下特效微生物菌群处理效果降低，影响化工废水的处理。现场应使用板式换热器对池内进行降温处理工作，确保特效微生物菌群的处理效果。

（3）主要操作原则。①将QBR曝气池的污泥浓度控制于6000～15000 mg/L。在正常情况下，污泥浓度高就说明污泥量多或老化，此时需要及时排泥。②将QBR池DO值控制在2.0～4.0 mg/L。DO值过小，曝气量不足会出现厌氧状态，妨碍特效微生物菌群正常的代谢过程，进而引起污泥膨胀，甚至造成污泥腐化发臭，化工废水处理能力降低。③使QBR池TDS含量控制指标大于25 g/L。向QBR池加入新鲜水来降低TDS含量，并根据混合废水TDS分析结果调整流量，确保TDS含量在工艺要求范围内。④出水的COD值控制指标大于500 mg/L。COD值反映QBR的处理效果，化工废水处理量过大或QBR效果不好都会导致出水COD值升高。控制废水处理量、将不合格污水回流来保证出水COD值在指标范围内。⑤出水酚类的含量控制指标大于10 mg/L，它反映QBR的处理效果，化工废水处理量过大或QBR处理效果不好都会导致出水酚类值升高。控制废水处理量、将不合格污水回流来确保出水酚类含量在指标范围内。

（4）二沉池最终出水水质与设计指标对比见表1。

由表1可见，系统最终出水的各项指标均符合设计值。QBR高效生化处理技术对高浓度化工废水的处理具有很好的效果。

4 结语

QBR高效生化处理技术可根据高浓度化工废水中不同水质特点培育筛选出适合的特效微生物菌群，能适应实际操作中的水质与处理废水量变化，具有处理效率高，流程简单、管理操作方便，适合常温常压、安全系数高等优点，该技术将会成为高浓度化工废水处理工程的重要工艺之一。

参考文献

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