水解酸化+生物接触氧化法处理高含盐采油废水的试验研究_图文

1、摘要油田采油排放污水量大，高含盐含油废水中含有高浓度的一和大量油类污染物，污水可生化性差，如果未经处理直接排放会造成水体和土壤的污染。目前，针对高含盐采油废水的研究报道相对较少。本文针对这一现状，在实验室采用了水解酸化生物接触氧化试验体系，对高含盐采油废水的处理进行了研究，分析了废水、氨氮、油类等污染指标的去除效果和在不同水力停留时间、温度、值下的变化规律，得出该工艺的最佳设计和控制参数。研究工作主要取得了以下成果：（）对水解酸化段的参数进行了优化，在水解酸化池范围为，在之间，温度为时，得出最佳水力停留时间为，在此条件下，进水平均去除率为，油类的平均去除率为，并且提高了废水的可生化性，为后续进

2、一步的生物处理创造了有利条件。（）生物接触氧化阶段，当生物接触氧化池一级池范围为，控制在之间，二级池范围为，控制在之间，整体温度为之间时，最佳水力停留时间为。（）当水解酸化池各条件不变，生物接触氧化一级池控制在之间，二级池控制在之间时，生物接触氧化池最适温度为（，最适值为。（）在本试验确定的最优工艺参数条件下，对各污染指标进行了监测，系统对主要污染物、氨氮、油类的去除效果明显，平均去除率分别为、，整个系统运行稳定，出水、氨氮、油类浓度较低，完全符合国家污水综合排放标准（）一级标准。（）当进水中一浓度从突变为时，系统对去除率由下降到，氨氮的去除率由下降至；水解酸化池池水颜色变浅，絮体松散，处理效

3、果明显变差，对油类基本无去除作用，生物接触氧化池微生物量大量减少，出水水质浑浊，生物膜膜体颜色变暗。当将进水一浓度恢复到时，整个系统经过约天半的时间，可恢复到污染物的正常处理水平。关键词：高含盐含油废水，水解酸化，生物接触氧化，：（），），（），（），（），”如”（）（）“，：，论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其它个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。敝储答名：郦细年只日论文知识产权权属声明

4、本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：龟乜导师签名：夭刎年厂月日劢年旯长安大学硕士学位论文我国水资源现状第一章绪论我国水资源短缺，时空分布不均匀。我国水资源总量为万亿立方米，但人均占有量只有立方米，仅为世界平均水平的左右。我国水资源南部多北部少，东部多西部少，长江及其以南水系的流域面积占全国国土总面积的，其水资源量却占全国的；淮河及其以北面积占全国国土总面积的，水资源量

5、仅占；西北内陆河地区面积占，水资源量仅占。到上个世纪末，全国多个城市中，已有多个城市存在供水不足的问题，其中比较严重的缺水城市达到个，全国城市缺水总量为亿立方米瞳。由此可见，我国水资源现状对我国的经济的可持续发展，人民生命生活的保障和社会的稳定存在着潜在的危胁。我国水资源还受到不同方式和不同程度的污染。城市中地表水污染，主要是有机物污染比较严重，原因是居民生活用水和很多工业用水中都含有大量有机物，还有一些工业用水中含有有毒有害有机合成物，比如农药和印染废水。城市中地下水污染，主要是沿海地下水过量开采导致海水入侵，地表污水排放和农耕污水造成硝酸盐污染，石油和石油化工产品污染，垃圾填埋场渗漏污染等

6、。农村水污染主要来自乡镇企业生产废水，农业生产废水，农村生活污水与垃圾，以及畜禽养殖业废水“。因此反映出来，我们需要采取多种方式减缓人们对水资源的污染程度，比如推行清洁生产，改进污水处理工艺，在农村注重提高居民环保意识，加强政府监管力度等。采油废水污染现状石油产业是我国经济发展的重要支柱，随着科学技术的不断进步，石油的开采利用率也在突飞猛进的发展，由石油产业所带动的产业链，渗透到我们生活的各个领域，带动着中国经济飞速发展。石油开采在国际经济领域也有着无可替代的战略意义。在年全球金融危机的影响下，我国原油产量、加工量，成品油进出口量、消费量都有明显下降，随着年底经济的回暖，国家振兴汽车产业等政策

7、利好消息的释放，成品油消费需求上升，国内石油产业整体有了复苏和回升。陕北地区能源丰富，石油开采量大，尤其是全省最大的国有企业延长石油集团，在年石油销售收入超过亿元“，近三年间的突飞猛进，逆水行舟，更证明了石油产业在全省乃至全国经第一章绪论济中的重要作用。因此，石油类物质已经成为这一地区的主要污染物，黄土高原的地质条件、土壤结构，使得石油类污染物更容易沿着土壤包气带下渗迁移，给地下水造成影响。所以提高含油废水处理效果，对陕北地区水质的保障，以及对全省经济可持续发展都有重要的意义。含油废水来源及水质特点石油工业中含油废水的来源多样，致使污水成分复杂，含量波动变化，主要来源集中于油田开采、炼油化工和

8、机械加工过程。以下就是几种主要含油废水的来源及成分：（）油田含油废水水量大，由于地层不同，原油水质不同，含油废水水质相差极大。水中含有多种原油成分，包括溶解状态和乳化状态，还有多种盐类。除此之外，废水中还包含一些原油中有时要投加的破乳剂、降粘剂等多种药剂。（）金属清洗液是机械加工行业的主要主要废水之一。这类废水主要为油脂、表面活性剂、悬浮杂质。废水水量不大，但是成分较复杂，污染物较多，处理困难。与此类似的废水还有金属切割液、润滑液等。此类废水的特点是，油处于乳化状态，采用一般方法难以得到理想处理效果。（）轧钢乳化液是轧钢行业产生的一种废水，主要含一的矿物油、乳化剂，与金属清洗液类似，常规的处理

9、方法效果不好，且处理费用高。（）石化工业废水除油田注入水和含油废水之外，石化工业如炼油厂、化纤厂、合成树脂和橡胶厂等每天都有大量的含有油、脂、芳烃、烷烃、固体颗粒的废水排放，由于水质复杂，处理尤为困难。（）除以上来源外，再如粮油加工、皮革、造纸、纺织、食品等工业也有大量的含油污水排放；交通运输过程中的油品泄漏，油船压载水、舱底水、洗舱水的排放；工业生产的原料、燃料的长期慢性渗漏或意外事故的泄漏，使土壤油质化，最终导致地表水油含量上升等。油田采出水是随原油一起从油层中开采出来的，在地下时与高温高压油层接触，因此这部分废水不仅含有原油，还溶入盐类、悬浮物、油、有害气体、有机物。另外由于石油长期贮存

10、于地下，有些生存条件适合的微生物和细菌，会在废水中大量繁殖。由于油水乳化不易分离，为了脱除水分还要加入破乳剂，因而废水中还渗入了破乳剂成分。总之油田采出水含有多种杂质，水质复杂。主要的特征为含油量高、水温高、矿化度高、值偏碱、废水中含有细菌、含油大量结垢离子、有机物组成复杂、含有多种化学药长安人学硕士学位论文剂、较高、废水可生化性差。另外，废水中除主要污染物原油外，还有一些其它杂质，如悬浮物、泥沙等。我国各主要油田采出水水质指标见表。表我国各主要油田采出水水质指标总矿化度硫化物溶解氧油腐生菌硫酸盐还原项目（）（）（）（）（个）菌（）中原油田华北油田胜利油田江苏油田一辽河油田吐哈油田含油废水的污

11、染危害在油田的开采、石油加工和储存过程中，溢油、跑油、原油泄漏、排放含油污水，都会对环境造成严重的破坏。原油是复杂的混合物，由各种不同的碳氢化合物组成，含有烷烃、环烷烃、芳香烃三类主要烃类。芳香烃类物质对人及动物的毒害作用较大，尤其是多环和三环为代表的芳香烃。多环芳香烃物质可以通过呼吸系统、皮肤接触、食入等方式进入人或动物体内，造成肝、肾等器官功能异常，甚至引起癌变。石油类中的苯、甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头痛、眩晕等症状。石油污染物对植物的危害，低分子烃比高分子烃严重，主要是因为它可以穿透到植物的组织内部，破坏正常的生理机能。但是高分子烃容易在植物表面形成一层

12、薄膜，阻塞植物气孔，影响植物的蒸发和呼吸作用。水中油膜形成后阻碍大气复氧，隔断水体氧气的来源，使水中溶解氧减少，致使水体中浮游生物因缺氧而死亡。含油废水流到土壤，由于土层对油污的吸附和过滤作用，也会在土壤中形成油膜，使空气难于透入，阻碍土壤微生物的增殖，破坏土层团粒结构。较高的含油量使回注时堵塞地层，而在外排时造成污染。含油废水处理方法及相关研究含油废水的污染性比较严重，对地下水、海洋、湖泊、土壤等的影响比较大，因此对含油废水的处理方式和控制环节在国内外都有很多的研究成果，处理工艺也在传统工艺的基础上也在不断的有所更新和调整。对含油废水的控制，和其他废水一样，首先也要从源头上来控制，合理科学的

13、开采，第一章绪论开采过程中进行人工回注，实施二次开采、三次开采，提高原油采收率。但是回注次数增多，回注水的水质更加复杂，处理也变得更加困难。目前对采油废水的处理方法，按原理分类可以分为物理法、化学法、物理化学发和生化法。物理处理法主要是去除废水中的大部分固体悬浮物、油类和矿物质。处理方法主要包括膜分离法和粗颗粒化法等。通过赵丽霞对膜分离法在含油废水处理的应用，以及李爱阳，蔡玲在同一领域的研究，均表明膜分离法处理含油废水，操作简便，能耗低，分离效果良好，并且技术发展快，处理含油废水技术趋于成熟，但同时具有热稳定性差，不耐腐蚀，膜容易被污染的特点“。李秋红，娄世松等人研究聚氯乙烯聚结处理含油废水“

14、，结果表明，聚结材料，反应温度，停留时间，以及聚结材料浓度的不同，均对处理效果有不同程度的影响。化学处理方法主要是用于处理废水中不能但独用物理方法或者生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是采出水中的乳化油。处理方法主要有絮凝法和高级氧化法。絮凝法常与气浮法联用，常用的无机絮凝剂是铝盐和铁盐，朱好华，王伟波等人通过铝盐引入聚硅酸中的方法，制备了复合无机高分子絮凝剂聚硅硫酸铝，实验表明其具有较好的絮凝除油效果。有机高分子絮凝剂的研究发展也很快，高宝玉等以环氧氯丙烷、二甲胺、乙二胺为原料合成的聚环氧氯丙烷一二甲胺实验证明对含油废水有较好的除油效果。世纪年代，美国学者提出了超临界水氧化技术

15、68;，是一种新型的水热氧化技术，广泛应用于有机废水处理。王亮，王树众等人研究了含油废水在超临界水中的氧化降解过程实验表明，超临界水氧化法是一种高效快速的有机废水处理技术，的去除率近，反应温度、停留时间是影响去除率的主要因素，随着反应温度和停留时间的增加，去除率显著增大。物理化学法比单纯的物理法和化学法对污水中的悬浮物、油类和有机物的处理效果要好，但是它的主要缺点是设备费用较高、耗能较大。主要的物理化学处理方法有气浮法、吸附法和电化学法。气浮法多与其他工艺进行组合，肖坤林等结合单级气浮和多级板式塔理论，开发出两级气浮塔处理含油废水新工艺钉，实验表明，处理效果好，具有良好的应用前景。曹乃珍等对膨

16、胀石墨进行了吸附研究，邓书平对改性粉煤灰进行的吸附研究钉，都得出了吸附处理含油废水效果优良的结论，为吸附法进一步开发出高效经济的吸附剂提供了指导意义。生物处理法是通过微生物体内的生物化学作用，将复杂的有机物分解成简单物质，将有毒物质转化成无毒物质，使得废水的到净化处理的效果。常用的生物处理方法有活长安大学硕士学位论文性污泥法、生物滤池法、生物膜法、接触氧化法、序批式间歇生物处理法等。根据是否对微生物通氧，可将其分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是在水中供氧充分的情况下，利用好氧微生物的作用将废水中的有机物分解为、：、。和。一等；厌氧生物处理是在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体

17、，使废水中的有机物降解为、：和：等。史贤志日等利用生化工艺处理冀东油田采油废水，结果表明污染物去除效果好，石油类去除率达到，去除率达到，出水满足国家综合污水排放一级标准。郝超磊等将厌氧一好氧工艺应用于冀东油田废水处理站石油类物质、硫化物的去除效果明显，出水达到一级排放标准。其他处理方法还有土地处理法，利用土壤中的微生物和植物根系的吸收分解含油废水中的污染物，土壤及植物系统对氮、磷、酚等化学物质具有十分显著的去除作用。土地法包括氧化塘、地表漫流和湿地处理。目前石油工业以及其他工业含油废水的处理方法很多，但是各种技术都有其优点和局限性。高含盐废水生物处理方法及相关研究在生产化工产品，浓缩污水，以及

18、一些加工过程，如造纸，制革，海鱼加工和石油开采和加工，都会产生高含盐废水，此类废水对微生物具有一定毒性，是因为它的高渗透压和高浓度盐离子的作用钉。非嗜盐菌直接暴露在高含盐废水中，会大量死亡，微生物酶的活性会大量降低，甚至失去活性钉。将高含盐废水直接输入常规的污水处理厂，会对处理厂中的生物处理工艺造成严重影响，盐度的突然升高会导致生物处理效率下降，污泥的沉降性能变差。因此要采用一定的方式，使得在高含盐的环境下，污水处理的整体效率不会降低。在处理高含盐废水时，由于生物处理技术与物理、化学方法相比，具有经济高效的特点，而且处理出水无毒害，因此对生物处理技术处理高含盐废水的研究也有所增多。常用的生物处

19、理法有活性污泥法、法、接触氧化法、生物滤池法、生物转盘法、厌氧处理法、耐盐细菌法和一些组合工艺。杨健等通过驯化活性污泥处理高含盐有机废水得出结论，经过驯化污泥的有机物吸附和氧化能力良好，经过驯化的活性污泥去除率比未驯化的提高了以上，而未驯化污泥则出现明显中毒现象。他们还采用法处理高含盐石油发酵工业废水幻，在废水中为时，盐度对驯化后的活性污泥处理系统没有明显的抑制作用，和去除率分别为和。第一章绪论王淑莹等研究了无机盐对反应器内活性污泥沉降性的影响。实验设定了一个参照组，即无盐稳定运行系统，分别研究和盐度驯化系统内活性污泥絮凝体的形态、污泥沉降性能以及污泥中的微生物生态。实验表明，无盐系统中活性污

20、泥颗粒很大，菌胶团呈封闭状，形状不规则，絮凝体疏松，微生物种类繁多，存在大量的丝状菌和原生动物，原生动物包括钟虫、漫游虫、草覆虫和豆形虫等，以钟虫为优势种群。含盐的系统内，絮凝体仍是开放型结构，紧密程度变高，微生物种类和数量变少，原生动物仅剩下少量的钟虫，且丝状菌数量也变少。在盐度为系统内，絮凝体呈封闭状，变得很小和异常密实，微生物更加单一，无原生动物，几乎无丝状菌，只剩下细小的菌胶团。这表明，无机盐改变了活性污泥微生物生态和絮凝体的结构，增加了污泥的沉降性。刘洁玲通过采用两段法处理高盐皂化废水试验乜结果表明，原水含盐量达时，通过盐度驯化，可使出水达到国家一级排放标准，总去除率为一；在普通活性

21、污泥法与接触氧化法处理皂化废水的对比试验中，有机物去除率相近。等试验研究了盐对生物滴滤池处理效果的影响。当进水由淡水或低盐水骤然变为含盐污水时，出现了负去除现象。当滴滤池系统适应含盐污水后，又将进水突然变为淡水，同样有负去除现象。盐度波动对生物滴滤池影响很大。，等利用生物转盘处理含盐污水“钉，研究发现，去除率是有机负荷和进水盐度的函数，随着有机负荷和盐度的增加，去除率下降。这表明微生物对盐度的适应能力与有机负荷有关，低的有机负荷有利于提供高盐环境下的污染物去除效率。等利用厌氧滤池进行高浓度含盐工业废水生物处理实验，进水为，为，一为，实验采用中温厌氧滤池（）和高温厌氧滤池（）进行。经过个月的驯化

22、后，进水一质量浓度为，和的负荷分别达到、（）时，去除率分别达到、，甲烷化分别为、，生物气中。体积分数超过，一完全去除。由于盐度的抑制作用，采用传统的生物转盘处理含海水的生活污水时，去除率较低。等通过向生物转盘系统中投加耐盐细菌嘲，提高生物转盘对含盐污水的处理效率，在盐质量分数有机物负荷（），面积率（）时，投加耐盐细菌的生物转盘系统的去除率，这说明投加耐盐细菌能显著提高生物转盘的处理效率。长安大学硕士学位论文研究目的和意义随着我国经济的不断发展，石油工业的突飞猛进，石油开采量逐年增大，含油废水的排放量也日剧增多，对环境造成了严重的威胁和破坏。从而人们对含油废水的处理研究也随之更加深入，工艺类型也

23、各有不同，各有优点，许多研究人员通过在实验室的不断探索和在实践中的不断检验，将一大批可靠有效的处理工艺用于各石油产区和工业企业，使得含油废水的水质得到了有效的改善。但是对于一种处理工艺而言，能够达到所需的处理效果是一个前提条件，如何能够使得该工艺在投资最小，又能在最佳条件下运行，还能达到更加优质的处理效果，这就需要将实验室的研究和实践紧密结合，寻找到更加合理科学的设计参数和运行参数。本试验通过对含油废水的特点和水质的研究，为选择相应的处理工艺提供了合理的依据，采用处理效率较高，能耗较低的生物处理方法，降解水中的污染物质。根据所选择的工艺，通过比较确定出各个处理单元的运行参数，从而达到经济、有效

24、的处理效果，为实际应用提供可参考的理论指导和设计依据。含油废水的水质差别较大，本试验的研究为同一水质类型的含油废水，提供了一种适应性强，操作简便，运行稳定，效果好的处理工艺，并给出个单元的最佳设计参数和最优控制条件。同时对试验中遇到的一些容易出现的问题，做出了分析和探讨，为同类型试验的研究提供借鉴和参考。试验研究的内容该试验以高含盐含油废水处理工艺研究为主。通过搜集相关资料、调查现有工艺类型，确定采用水解酸化一生物接触氧化法处理模拟含油废水，通过对水解酸化一生物接触氧化工艺处理含油废水的效果进行监测分析，探索达到最佳处理效果所需的条件。主要研究内容如下：（）含油废水的主要特点和目前含油废水处理

25、工艺。对含油废水的来源和组成进行阐述，将国内外对含油废水处理的研究和应用进行整理和分析，在此基础上对现有的处理工艺进行对比，从而提出理想的处理方法。（）依据水解酸化法和生物接触氧化法的试验原理和污染物的去除机理，结合实际情况确定试验装置，并对反应器的可操作性进行分析研究。（）通过挂膜期间的实验数据确定反应器的最佳工艺参数，以保证该工艺方法可在实验室和实际应用中的高效率运行。通过成熟期污水水质变化得出的实验数据，确定在第一章绪论最佳工作状态下，为实际工程中的污水设施的建设和运行提供借鉴和参数。（）考察水解酸化一生物接触氧化工艺处理含油废水的实际效果（即对、以及油类的去除效果和效率）。（）总结反应

26、器运行基本原理和方法，确定工艺正常运行的关键因素，以保证反应装置在实际运行当中的平稳和高效。长安大学硕士学位论文第二章试验的理论基础厌氧水解酸化处理技术废水厌氧生物处理技术指的是在没有分子氧的条件下，通过厌氧微生物，包括兼性厌氧型微生物的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。在厌氧生物处理的过程中，复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时仅有少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分，故相对好氧法来讲，厌氧法污泥增长率小得多。厌氧法可适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有

27、机废水处理。同时厌氧法可降解某些好氧法难以降解的有机物，如固体有机物、着色剂和某些偶氮染料等。由此可知，厌氧生物法是一种既节能又产能的废水生物处理工艺。厌氧生物法不仅可处理高浓度有机废水，而且能处理中等浓度的有机废水，还成功地实现了处理低浓度有机废水的可行性、为废水处理方法提供了一条既是高效能的，又是低能耗的，且符合可持续发展原则的治理废水途径。因能源短缺和生产发展的要求，促使废水厌氧生物处理技术在近多年来有了迅速发展。厌氧生物处理是一种低成本的废水处理技术，它把废水处理和能源的回收利用相结合，使得既体现社会效益又产生经济效益，因此对它的研究有较强的现实意义。在厌氧处理过程中，废水中的有机物经

28、大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段，即水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段。水解为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。发酵为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细

29、胞物质。产甲烷阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。上述四个阶段的反应速度依废水的性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类第二章试验的理论基础等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤；简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物的废水，产甲烷过程易成为限速阶段。虽然厌氧消化过程可分为以上四个过程，但是在厌氧反应器中，四个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。该平衡一旦被值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至导致整个消化过程停滞。厌氧生物处理

30、优缺点如表所示。表厌氧生物处理优缺点厌氧生物处理优点厌氧生物处理缺点工艺稳定为增加反应器内生物量启动时间长减少剩余污泥处置费用出水水质不能达到标准设施占地面积小对水温有要求可回收能源含有硫酸根离子会产生异味可降解好氧生物处理不可降解物质厌氧法对环境条件的要求比好氧法更严格。一般认为，控制厌氧处理效率的基本因素有两类：一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、营养比、混合接触状况、有机负荷等；另一类是环境因素，如温度、值、氧化还原电位、有毒物质等。厌氧生物处理技术经过多年的发展历程，到目前已经有了许多较成熟的处理工艺，也得到了迅速的发展和广泛的应用。第一代的厌氧反应器包括厌氧氧化塘、普通厌氧消化

31、池、厌氧工艺反应器等，年法国工程师采用采用厌氧方法处理了废水中经沉淀的固体废物。年英国出现了第一座生活污水处理所使用的厌氧消化池，并且将产生的沼气用于照明。在世纪年代开发了厌氧接触反应器，在出水沉淀阶段增加了污泥回流装置，增加了反应器中的污泥浓度，处理负荷和效率显著提高。第二代厌氧反应器将固体停留时间与水力停留时间相分离，大大减少了污水处理的时间。主要发展过程是，年和在早期等人（）作的基础上开发出厌氧滤池。在反应器内充填有各种类型的固体填料，使污水在流动过程中与生长并保持有厌氧细菌的填料相接触。年，荷兰农业大学的教授等人开发了升流式厌氧污泥床（）反应器，反应器集生物反应与污泥沉淀于一体，是一种

32、结构十分紧凑的高效厌氧反应器。年开发厌氧固定膜膨胀床（）反应器，反应器是由美国大学的等于世纪长安大学硕士学位论文年代初提出。第三代厌氧反应器的典型代表有，厌氧流化床、厌氧颗粒污泥膨胀床（）和内循环反应器（）等。它们解决了前一阶段反应器的应用负荷和产气率受限的问题，并且能够使得污泥和废水的到充分的接触和搅拌啪。水解酸化处理是指将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，利用兼性的水解产酸菌将复杂有机物转化为简单无机物。当水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用电离的和将有机物分子中的打开，一端加入旷，一端加入。，可以将长链水解为短链、支链成直链，环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。水中高时，水解菌通过胞

33、外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使成为溶解性有机物，出水就变的清澈。水解酸化工艺的优点除了将大分子有机物分解为小分子，减少后续工艺的运行时间外，还可以大幅度去除废水中的悬浮物和有机物，能够较好的抗冲击负荷，保证后续工艺的进水稳定性，并且产泥量小，出泥高度矿化，易处理。水解酸化工艺的不足之处为，单独运行无法达到出水水质的要求，一般要与其他工艺联用，而且对有毒物质较为敏感，一旦操作不当会导致处理系统无法正常运行。影响水解酸化过程的主要因素有以下几点：（）基质的种类和状态基质的种类和形态对水解（酸化）过程的速率有着重要的影响。就多糖、蛋白质和脂肪三类物质来说，在相

34、同的操作条件下，水解速率依次减少。同类有机物，分子量越大，水解越困难，相应的水解速率就越小。（）水解液的值水解液的值主要影响水解的速率、水解（酸化）的产物以及污泥的形态和结构。研究表明，水解（酸化）微生物对值变化的适应性较强，水解过程可在值宽达进行。值朝酸性方向或碱性方向移动时，水解速率都将减少。（）水解停留时间是水解反应器运行控制的重要参数之一。它对反应器的影响，随着反应器的功能不同而异。对于单纯以水解为目的的反应器，水力停留时间越长，被水解物质与水解微生物接触时间也越长，相应的水解效率也就越高。（）水解反应是典型的生物反应，因此温度变化对水解反应的影响符合一般的生物反应规律，即在一定的范围

35、内，温度越高，水解反应的速率越大。（）粒径是影响粒状有机物水解（酸化）速率的重要因素之一。粒径越大，单位重量有机物的表面积越小。水解酸化工艺在不断发展中日趋成熟，也在很多领域得到了运用，并且还在不断地第二章试验的理论基础完善与改进。王凯军等人提出了常温下水解反应器和反应器联合处理城市生活污水工艺咖，该工艺将温度控制在和两个条件下，分别得到总去除率，去除率和总去除率，去除率的结果。的去除率。李宇伟应用水解酸化一好氧工艺处理广东某城镇污水研究表明，对。，。低浓度进水，水解酸化段处理效率可达或更高。当水力停留时间延长到，系统对和去除率分别增加了和。白利云等应用水解酸化一工艺处理制药废水经过一段时间的

36、调试运行表明，该工艺对处理有机物浓度高、成分复杂、水质水量变化大的高浓度混合制药废水是切实可行的，出水水质达到广东省地方污水排放二级标准。水解酸化工艺在众多行业废水处理中都有着广泛的应用，例如：乳制品废水、味精生产废水、处理造纸废水、屠宰厂废水、垃圾渗滤液废水等等。好氧生物接触氧化处理技术好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，利用好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧微生物利用废水中存在的有机污染物，作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。废水好氧生

37、物处理的最终过程大致可分为两部分。一部分是合成微生物本身所需的物质，即微生物在有氧条件下通过把废水中的有机物，包括、等元素合称为自身的原生质，来维持自身的增长与繁殖。另一部分是将有机物分解为、。、等物质随谁排除，同时生成部分能量来提供自身所需或以热量的形式散失。以上所介绍的好氧生物处理过程表明，有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有三分之一被分解、稳定，并提供生理活动所需能量；约有三分之二被转化，合称为新的原生质，即进行微生物自身生长代谢。后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，通常称其剩余活性污泥或生物膜。在废水生物处理过程中，生物污泥经固液分离后，需进行进一步处理。好氧生物处

38、理反应速度快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的异味较少。所以目前对中、低浓度有机废水，或者浓度小于的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类口驯。长安大学硕士学位论文对于好氧法的研究众多，涉及的行业也甚广。胡晓东等人通过对比，分析了种好氧活性污泥法阳，试验结果，表明用运行工艺处理土霉素、庆大霉素发酵废水可实现高进水浓度、高容积负荷的工程处理效果。陈定盛等人以甲苯废气吸收液为研究对象，利用活性污泥法降解吸收液中的污染物朝，研究了吸收液与生活污水混合比，重点分析了反应体系降解中污染物、和甲苯的浓度变化。生物接触氧化

39、法是一种浸没式生物膜法，它的处理构筑物是浸没式生物滤池，也称生物接触氧化池。生物接触氧化池内设置填料，填料浸没在废水中，填料上附着丰富的生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则由曝气设备鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。曝气设备是通过设在池底的穿孔布气管或曝气头进入水流，在气泡上升时向废水供应氧气，有时还借以回流池水。，在处理过程中，废水中溶解的有机物透过细菌的细胞壁进入细菌体内为细菌所吸收，而固体和胶体形式的有机物先被吸附在细菌体外，由细菌

40、分泌的胞外酶分解为溶解性物质，然后再渗入细菌细胞中。细菌通过自身的生命活动，即在内酶的作用下通过氧化还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出细菌生长、活动所需要的能量。与此同时，另一部分有机物合成为新的原生质，作为细菌自身生长、繁殖所必需的营养物质。有机物的氧化、原生质的合成过程也可以用下列生物化学反应方程式表：（）有机物（）的氧化、÷能量（）原生质（以表示）的合成（以为氮源）能量（）原生质的氧化一能量生物接触氧化法具有以下特点：（）由于填料的比表面积大，池内充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧

41、化池具有较高的容积负第二章试验的理论基础荷；（）生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；（）由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力：（）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其保持在较低水平，污泥产量较低。生物接触氧化法处理效率高，工艺使用广泛，耐冲击性强，挂膜启动快等特点，也让它得到了快速广泛的应用与发展。颜智勇等人运用气浮一生物接触氧化工艺处理含油食品废水得出结论，接触氧化池采用城市活性污泥接种，水温为的条件下，培养驯化天左右。、和。的去除率分别为、和，出水可达一级排放标准。万金保设计组和工艺用制药生产排出的废水混合

42、少量生活污水，采用两级生物接触氧化池，有效水力停留时间为，填料的填充率为，各项指标均达到国家一级排放标准汲传军，马春强等人使用生物接触氧化法处理印染厂废水，废水中含各种助剂、固色剂、整理剂等十几种，主要污染因子为和色度。处理后的水的、色度、均达到排放标准。生物接触氧化工艺发展至今，已和多种工艺相互组合，在不同行业的污水处理中发挥积极的作用，同时也为本试验的工艺选择提供了相关的理论依据。本试验相关其他理论基础嗜盐菌的特性及耐盐机理高含盐含油废水中过高的盐浓度会对微生物产生抑制作用，不利于微生物的生存，仅有嗜盐微生物才能很好的在高盐度环境下生长，主要原因是它们特殊的生理结构和细胞所含物质是之需要盐

43、，才能保证它们的代谢正常。首先嗜盐菌细胞膜除有一般膜结构外，大部分为菌紫质的结晶膜，这种结晶膜结构牢固，有很好的热稳定性，不怕酸碱，抗冲击性强。嗜盐菌细胞膜上的一些紫色斑块，即紫膜，在光照下能不断从细胞膜吸收质子，并将其排除细胞膜，使膜内外形成电化学梯度，产生能量，为细胞浓缩和排斥、吸收营养物质提供能量，满足嗜盐菌正常生理需要。嗜盐菌酶的蛋白质组织具有独特的适应性，大多数含有酸性氨基酸和非极性残余物，过量的酸性物质需要阳离子屏蔽其附近的负电荷，否则蛋白质会受到破坏，因此它们在高盐环境下能生存和发挥作用。此外，大多数嗜盐菌能合成糖、氨基酸等，成长安大学硕士学位论文为它们渗透压的调节剂，有利于稳定

44、和保护菌体内酶的活性，在高盐度冲击时，会调节新陈代谢，并且改变遗传基因，使其能在高盐度下继续生存繁衍。石油污染物微生物降解途径石油污染物包括链烃、环烷烃、芳香烃和少量非烃类化合物，石油烃生物降解性能因其所含烃分子的大小和类型不同而各异，其中可降解的部分将转化为微生物生长所需的碳源。生物降解产物包括。，：、过氧化物、醇、苯酚、醛、酮等，对细菌生成起决定性作用的烃类化合物能转变成为微生物的生命物质。烷烃的生物降解途径可能有三种：通过单端氧化生成一元羧酸；经过双末端氧化生成二元羧酸；经过次端氧化生成醇类，然后再生成酮类。芳香族被微生物降解，若双键在碳位则有三种可能：将水加到双键上形成醇类；受单加氢酶

45、作用生成一种环状化合物，再氧化成二醇；在分子饱和末端先发生反应“们。多环芳烃的降解，先是通过一个环二羟基化、开环，进一步降解为丙酮酸和，然后第二个环以同样方式分解。尽管烃类和反应过程均各异，但是降解的起始反应却相似，即在加氧酶的催化作用下，将分子氧组入基质，形成一种含氧中间产物，然后降解成各类脂肪酸，再经过脂肪酸的一氧化全部降解为乙酰辅酶，进入下一步三羧酸循环，最终分解成。和“¨。水解酸化一生物接触氧化联合工艺水解酸化一生物接触氧化工艺的产生与发展水解酸化废水处理技术，国外上世纪年代就有大量研究，国内上世纪年代后期才开展此项研究工作。目前国内外对生物接触氧化工艺基础理论展开了深入的研

46、究，并从化学和生物学方面对净化机理进行了探讨，与此同时，对其构造形式进行了一些改进，使其处理能效得到了一定程度的提高。水解酸化一好氧处理工艺，将厌氧处理和好氧处理有机的结合起来，从而使废水的厌氧和好氧生物处理进入了一个新的阶段。该工艺在厌氧段摒弃了厌氧过程中对环境要求严格、降解速率较慢的甲烷化阶段，使厌氧段（水解、酸化）反应器容积大大减少。接触氧化反应器，按曝气充氧和与填料的接触的方式的不同，可分为分流式与直流式。我国多采用直流式接触氧化反应器。直流式又称全面曝气式接触氧化反应器，在装置和填料底部均匀的配设空气扩散装置，空气直接进入填料区与生物膜接触，并对其冲刷，生物膜更新频率高，活性强并且稳

47、定心。世纪年代出现的水解酸化一好氧生物处理第二章试验的理论基础工艺，将厌氧和好氧有机的结合起来，从而使废水的厌氧一好氧处理工艺进入了新阶段。本试验研究的水解酸化一生物接触氧化处理工艺，是根据厌氧微生物及好氧微生物对有机污染物的氧化代谢机理，利用将厌氧微生物控制在水解酸化的环境条件下，将难生物降解高分子复杂有机底物转化为易生物降解的低分子简单有机物，改善和提高废水可生化性的功能，使之与不同形式的好氧处理工艺组合应用，从而降解有机废水的目的。该工艺已在处理多种废水中得到日趋增多的研究和实际应用，是一种经济合理且适合我国目前国情的有效的处理工艺。水解酸化一生物接触氧化工艺的特点及研究现状水解酸化一好氧工艺与单独的好氧工艺相比，具有以下优点“：（）由于在水解酸化阶段可大幅度地去除废水中悬浮物或有机物，其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少，从而设备容积也可缩小；（）水解酸化工艺的产泥量远低于好氧工艺（仅为好氧工艺的），并