化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布特征

孟风莲（山东华鲁恒升集团有限公司，山东 德州 253024）

与其他污染物有所不同的是化工废水中有机污染物不仅会影响生态美观，更会对生态造成破坏，由于化工废水中有机污染物大多含有有毒物质，无论是在嗅觉上还是在视觉上都是令人无法忍受的。其实，化工废水处理污泥中的有机污染物的积累和分布并不是稳定不动的，其中的有机污染物一直处于一个动态的环境，比如，一些好氧的污染物会根据其自身好氧的物质特性向氧比较多的地方聚集。除此之外，化工废水处理污泥中有机污染物在胞内吸附能力和吸附位置也是不同的，因此，在处理化工废水污泥的时候应该从把握污染物性质和积累分布特征入手，以保护生态环境为原则充分利用处理技术和工艺尽量做到无害化处理。

1 影响化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布的因素

影响化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布的因素大致可归纳总结为三个方面，首先是污泥中的有机污染物自身存在特性和吸附聚集特点，这也是工业处理之前需要着重研究并分析的一个重要的前提，而产泥成果的好坏能够直接影响化工废水处理的效果，只有产泥工艺具有完整的生产系统才能使得用来处理化工废水的污泥质量更高；其次吸附物质是生化污泥的的得力搭档，污泥主要是凭借自身的内在构造对废水中的污染物进行初步的吸附和处理，而吸附物质的加入能够与污泥共同承担吸附任务，加入吸附物质的污泥具有更高的吸附性，但是，吸附物质的物化特性除了需要具备足够强的吸附能力之外，还要确保与污泥的生产工艺和内部结构相融合；除此之外，在化工废水污染物的处理过程中还存在着一些其他零零碎碎的影响因素，为了保证化工废水处理质量自然不能忽视细小的影响因素。

1.1 污泥理化性质与产泥工艺的影响

不同污泥对于污染物吸附的效果会根据其自身的结构差异有所不同，比如，无机污泥主要是以污染物的沉淀作用为主，但是有一些具有漂浮性质的污染物便很难做到完全吸附。而生化污泥与生化废水中的污染物理化性质相似都具有活性，使用这种污泥便更容易与污染物质融合混凝并进行吸附。第三种则是两者混合后形成的混凝沉淀混合污泥，混合污泥虽然能够将两者优点结合起来，但是，同时也会将两者缺点暴露出来。总之，不同理化性质的污泥各具优劣势，而污泥按吸附能力进行比较，生化污泥还是比较占优势的，具体选择种类应该以废水处理实际情况而定。除了污泥理化性质会对废水处理产生影响之外，生产污泥的工艺同样也会使得处理效果有所不同，无论是污泥碳含量还是生产表面积都是污泥挑选过程中需要考虑的因数，碳含量多少会左右污泥的吸附效能大小，而表面积则会影响污泥吸附的范围广度。污泥内部结构分层同样也会使得污染物吸附效果产生显著差异，多吸附层自然要比单吸附层吸附的污染物种类和数量要多，这也就是具有单吸附层的无机污泥能力会弱于具有多吸附层生化污泥的原因了。

1.2 吸附质物化特性的影响

吸附物质的物化特性包括分子颗粒大小、分子量、溶解度等，对于吸附质物化特性的分析可以从两个方面进行，第一个方面就是同一吸附质对不同污染物的吸附，对比实验可以采取两组相同的吸附质作为不变量，而两组不同性质的污染物作为变量，当用同一种特性的吸附质去处理两种不同的污染物时吸附效果也会产生差异，这是由于不但吸附质有着独特的物化特性污染物同样也有，污染物在分子大小、数量和活性上都会有所差别，因此，同一种吸附质也并非对所有的污染物的吸附都适用。第二个方面就是不同的吸附质对同一污染物的吸附，同理，选取两组具有不同物化特性的吸附质和两组相同的污染物，便很容易能看出吸附效果的差异。两组对比实验便可以解释吸附质的物化特性对于废水污染物处理的影响，其实两种对比得出的结论归根到底都是污染物和吸附质融合的过程产生了差异，比如，在吸附一些污染性质比较弱的污染物的时候对于吸附能力要求便会降低，同理，如果污染物自身的性质比较强就对吸附质的能力要求就比较高。

1.3 其他因素的影响

除了污泥工艺制造性质和吸附质特性会对废水中污染物积累和分布有影响之外，废水污泥中污染物浓度、污泥停留时间、温度等也会对处理效果产生影响。当污泥停留时间过长时不免会使得污染和在污泥中发生沉降，自然会影响污染物的累积与分布情况，也更不利于对化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布特征进行客观科学的研究。除此之外，温度的动态变化同样也会使得污染物的分布产生差异，温度与污染物中的有机成分的活性是息息相关的，因此，在对废水进行处理的过程中更要注意外界各种干扰因素对有机污染物累积与分布特征的影响。

2 化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布特征

2.1 胞外聚合物简述

化工废水中的有机污染物中同样也存在着具有细胞的微生物菌体，在化工废水环境中便会分泌出各种包裹在细胞壁外的胞外聚合物，顾名思义，胞外聚合物主要是集中在细胞外面，主要对于水质影响巨大。胞外聚合物的存在可能会使得废水由液体状态向胶体状态发展，这种胶化物质对于化工废水处理同样有着辅助作用，在污泥中加入这种物质首先能够更好地与废水中的污染物进行融合，其次，当污泥吸附污染物之后在胞外聚合物的作用下更容易变为胶体对污染物进行沉降。胞外聚合物在污泥中应用的时候同样也主要存在于污泥表面，能够直接与污染物进行接触，胞外聚合物本身就具有聚合的物质结构，自然在吸附有毒污染物和重金属方面也更具优势，而且胞外聚合物是微生物菌体分泌出来的并更具有一定的活性，在吸附废水中的污染物方面更为灵活。

2.2 煤气化废水生化污泥中特征污染物的积累与分布

利用高速离心和超声提取的方式可将煤气化废水生化污泥分离为SEPS、BEPS和胞内物三部分，对煤气化废水生化污泥可以更为鲜明的了解污染物的积累与分布状况。比如，先将SEPS 这一部分单拿出来进行污染物分布分析，在SPES 中的Cd、Pb、Cr 等重金属和PAHs 等有机物的含量比较多，由此可以分析PAHs 和苯酚更容易被SEPS 吸附，对污染物和SPES 的两者特性进行研究便能够分析出PAHs和苯酚在此处累积和分布量比较多的原因。苯酚溶解度与SEPS 外层的可溶性刚好契合，溶解度比较高的的污染物虽然也能够被胞内所吸附但是PAHs等污染物的分子量都比较大进入胞内势必会受到重重阻碍，而BEPS之所以对PAHs和苯酚吸附的少可能是由于溶解性质有所差异。同理，VOCs 污染物质在煤气化废水生化污泥中的累积和分布的原因同样也能对比分析可得，VOCs 在SEPS和BEPS内的占比相当，而VOCs在胞内比较集聚的原因可能是煤气化废水生化污泥的主动吸附作用将VOCs 由外转移到内，再加之胞内VOCs 污染物质的聚集使得新陈代谢变缓从而使得VOCs难以排出。

2.3 环己酸废水生化污泥中特征污染物的积累与分布

环己酸废水处理总共分为三个污泥产生部分，UASB 厌氧池、射流曝气池和微孔沉淀池对于PAHs 污染物质的吸附都是不同的，PAHs污染物并非是由单一的污染物质组成的，而环己酸废水生化污泥各个部分吸附的污染物质也是不同的。比如，UASB厌氧池主要吸附萘、苊烯，而其他的污染物仍然存在于胞内，大分子的污染物被厌氧污泥吸附之后大部分仍然存在于胞内且随着分子量变化发生波动。射流曝气池内的胞内对于PAHs 吸附能力更强，而且SPES 对于PAHs 的吸附比重明显大于BEPS。微孔沉淀池中的PAHs 吸附仍然以胞内为主而且吸附量更为明显。由此可见，环己酸废水生化污泥中PAHs 污染物的积累与分布主要还是在胞内，而SPES和BEPS的吸附发生着波动变化，但是吸附效果都不及胞内。

2.4 己内酰胺废水生化污泥中特征污染物的积累与分布

己内酰胺废水生化污泥在三个池中均有产生，从三个池子中的吸附量和吸附的污染物来看，胞内仍然是污染物积累和分布的主要部位，VOCs 污染物在三个池子中的累积和分布与煤液化废水处理过程中的情况也比较相似。

对煤气化废水生化污泥、环己酸废水生化污泥和己内酰胺废水生化污泥三类对象的研究可以得出PAHs 和VOCs 污染物在胞内的占比会更大，虽然PAHs 由于其分子量比较大因此进入胞内会比较困难，但是，尽管如此，胞内仍然是PAHs 积累和分布的主要部位。SPES和BEPS在吸附能力上其实是效果相当的，只不过两者各有不同的吸附侧重点，SPES吸附PAHs的能力要比BEPS强，而BEPS吸附厌氧污泥中的污染物要比SPES强。除了吸附物的性质有所不同之外，各部位对于污染物的吸附也与其溶解度和污泥停留时间有关，在研究污泥中污染物积累和分布的时候更要注意具体问题具体分析，综合考虑各种干扰以及环境情况。

3 结语

对化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布特征的分析，其实是工业在废水处理过程中的一个突破口，污染物在不同情况的积累和分布能够更好地让处理人员掌握各种污染物特征与污泥特性之间的关系，从而制定一系列的废水处理措施。化工废水处理过程中每个环节都会产生污泥，尽管不同情况下污泥产生的特性有所不同，但是大部分的污染物仍然存在于胞内，污泥和吸附质的相互配合能够发挥双重的吸附作用，在工业化工废水处理上也具有实用性和可实现性的价值。但是目前对于化工废水处理污泥中有机污染物累积与分布特征分析并不是很完善，而且很多结论都需要进一步在实践中得到验证。