（环境科学与工程专业论文）腈纶化工废水物化与生化预处理效能对比研究.pdf

classified index: x703 u.d.c: 614 dissertation for the master degree in engineering study on treatment of polyacrylonitrile fiber wastewater by biochemcal and physicochemical technology candidate： wang huiwen supervisor： prof. ma fang academic degree applied for： master of engineering speciality： environment sci. and eng. affiliation： daqing qilfield eng. co.,ltd. date of defence： june, 2009 degree-conferring-institution： harbin institute of technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 i 摘 要 大庆炼化分公司排放的聚合物废水中含有大量的腈类， 酚类和多链有机烷烃 等各种有毒有害的有机物。其特点是毒性大，可生化降解性差，该公司现有的生 化处理系统无法满足此种废水的处理需要，出水难以达标，排放后对水环境危害 大。本研究针对腈纶聚合物废水的性质，提出了铁碳微电解好氧与水解酸化 好氧两种组合工艺进行该种废水的处理并进行比较，从而确定合理的处理工艺。 对腈纶聚合生产废水进行了水质分析， 发现该废水中含有大量长碳链有机物 和其它难降解物质，主要有机污染物为有机腈类、烷烃类、酯类及醇等，废水的 b/c 仅为 0.241，可生化性较差，必须采用适当的预处理手段去除或转化这些难 降解物质，提高废水的可生物降解性。 混凝是一种有效且常用的预处理工艺，通过单因素和正交实验分析，获得混 凝最佳操作条件为： pac 投加量 80mg/l， 粘土 1g/l， pdmdaac 浓度 1.0mg/l， ph 为 7，搅拌方式为：快搅 200r/min，时间为 4min；慢搅为 40r/min，时间为 10min。 但从本文实验结果分析可知， 聚合物废水中的大部分是溶解性的有机物， 故混凝不能有效预处理该种废水。 铁碳微电解是一种处理难生物降解废水的新工艺， 对各种有机化工废水均有 良好的去浊、去除 cod 和提高可生化性的效果。通过实验发现，在 ph 为 5，水 力停留时间为 1.5 小时，铁碳体积比为 2：1 时，聚合物废水的 cod 去除率可达 到 60%左右，其可生化性指标 b/c 由不足 0.3 提高到 0.72 以上，能够为后续好 氧处理创造良好条件。 水解酸化也是目前应用极为广泛的一种处理难生物降解有机化工废水的工 艺。本文实验表明，经过 30 天的培养驯化，反应器内微生物生长趋于稳定，生 物膜生长良好，生物相的显微镜检正常，cod 去除率在 30%40%之间，并能有 效的提高 bod5/cod 的比值。 采用了上述两种工艺与好氧反应器组合对聚合物废水进行了实验研究， 通过 分析和比较两者的净化结果，来确定最佳的处理工艺，并分析铁碳微电解好氧 组合工艺与水解酸化好氧组合工艺的可行性。 关键词：聚合物废水；铁碳微电解；水解酸化；混凝；好氧生物处理； 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 ii abstract ploymer wastewater which is discharged by daqing petroleum refinery contains plenty of nitrile, phenols and paraffin hydrocarbon, which are toxic and harmful. the character of polymer wastewater is high poisonous, low b/c and very harmful to environment. concerning the character of polymer, the research presented microelectrolysis of iron and carbon-aerobic and hydrolysis-acidogenosis-aerobic as two adaptive processes and compare the results to find out the optimal one. it has been shown that theres many long chain hydrocarbon and other refractory organic compounds in the ploymer wastewater by the gc/ms analysing. the main contaminants in this wastewater are nitrile, ester, alkane, phenol and so on. the value of bod5/cod was only 0.241, which indicated that the wastewater was difficult to be biodegraded. it is necessary to use some effective physicochemical and biochemical method as a pretreatment to improve the biochemical capacity of the wastewater. coagulation is a effective and universal measure for pretreatment. the experimental results indicate that the organics mainly dissolved in polymer wastewater, so the conclusion is that coagulation is not appropriate as pretreatment for polymer wastewater. microelectrolysis of iron and carbon is a new technic for wastewater which can not be biodegraded effectively. this techinc can remove the turbidity, cod and improve the b/c effectively when treating sort of wastewater. the experimental results show that the optimal condition is ph5, hrt1.5, the ratio of iron and carbon(volume)2:1. under this condition, the cod removal of polymer wastewater can reach 60%, the b/c can by improved from 0.32 to 0.72. hydrolysis-acidogenosis is widely used for treating sorts of wastewater which are poisonous and non-biodegradation. the experimental results demonstrate that through 30 days of culture and domestication, the bacteria in reactor reach stable, the situation of biofilm is well, the microscopical examination is in good condition. the removal of cod can reach 30%40%, and the b/c is improved effectively. this paper adopts two processes metioned above to make research on polymer wastewater and find out the appropriate one. keywords: polymer wastewater, microelectrolysis, hydrolysis-acidification, coagulation, aerobic contact oxidation 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 iii 目 录 摘 要 . i abstract . ii 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.1.1 我国水资源现状 . 1 1.1.2 我国工业废水污染概况 . 3 1.1.3 有机化工废水处理现状 . 4 1.2 水解酸化技术的研究现状. 10 1.2.1 水解酸化工艺原理 . 10 1.2.2 水解酸化工艺的特点 . 10 1.2.3 水解酸化技术的发展及应用 . 11 1.3 铁碳微电解技术的的研究现状 . 12 1.3.1 铁碳微电解技术的基本原理 . 12 1.3.2 铁碳微电解技术的特点 . 13 1.3.3 微电解技术的优缺点 . 14 1.4 课题来源、目的和意义 . 15 1.4.1 课题的来源 . 15 1.4.2 课题的研究目的和意义 . 15 1.4.3 研究内容. 16 第 2 章 实验材料与方法 . 17 2.1 试验装置 . 17 2.1.1 铁炭微电解反应器 . 17 2.1.2 水解酸化反应器 . 17 2.2 实验的检测方法 . 18 2.3 实验的主要仪器 . 19 第 3 章 原水水质分析与混凝预处理实验研究 . 20 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 iv 3.1 原水水质分析 . 20 3.1.1 原水来源. 20 3.1.2 大庆石化分公司废水处理现状 . 20 3.1.3 原水常规水质指标分析 . 22 3.2.4 原水中污染物组成分析 . 22 3.2 混凝预处理实验 . 25 3.2.1 单因素影响实验 . 26 3.2.2 多因素正交实验 . 27 3.3 本章小结 . 30 第 4 章 铁碳微电解与水解酸化净化效能分析 . 31 4.1 铁碳微电解处理效能及影响因素分析 . 31 4.1.1 微电解影响因素分析 . 31 4.1.2 铁碳微电解动态实验净化效果 . 38 4.2 水解酸化反应器的启动与净化效能 . 39 4.2.1 反应器启动 . 39 4.2.2 水解酸化处理影响因素分析 . 39 4.2.3 水解酸化反应器的净化效能 . 42 4.3 本章小结 . 43 第 5 章 组合工艺处理效能和工艺优化 . 44 5.1 好氧反应器的启动 . 44 5.2 组合工艺方案 . 45 5.2.1 铁碳微电解+好氧组合工艺 . 46 5.2.2 水解酸化+好氧组合工艺 . 47 5.3 组合工艺净化效果 . 48 5.3.1 cod 的去除效果 . 48 5.3.2 cn-去除效果 . 49 5.3.3 ss 的去除效果 . 50 5.3.4 氨氮的净化效果 . 51 5.4 本章小结 . 51 结 论 . 53 参考文献 . 55 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 v 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 . 58 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 . 59 致 谢 . 60 个人简历 . 61 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 1 第 1 章 绪 论 1.1 研究背景 1.1.1 我国水资源现状 水是人类及一切生物赖以生存的不可缺少的重要物质，也是工农业生产、 经济发展和环境改善不可代替的极为宝贵的自然资源，同土地、能源等构成人 类经济与社会发展的基本条件。目前世界上许多地方的淡水资源的利用都不是 可持续的， 国民经济的发展和人类生活水平的提高无疑将受水资源状态的制约。 长期以来，水资源的不合理开发利用所造成的严重的水资源短缺和区域性的生 态环境灾害受到国际水资源与环境领域的广泛关注。现代水资源开发利用已从 传统的仅对水资源的影响评价与无序开发，转变为更加重视水资源量与质的综 合评价、合理开发与利用；更加注重节水技术的开发与应用；更加关注水资源 的天然循环与社会循环之间的协调；更加注重节水技术的开发与应用；更加强 调污水再生回用技术、污水水源的水质回复技术的应用与推广；实现水资源的 有效保护。 从总量上看，我国淡水资源相对比较丰富，属于丰水国家；但我国人口基 数和耕地面积基数大，人均和每公顷平均经济量相对要小的多，我国已处于严 重的缺水边缘。我国水资源特征主要表现为时空变化极大，分布极不均匀。在 空间上表现为： (1) 降水、河流分布的不均匀性 我国河流的主要径流量分布在东南和中 南地区，与降水量的分布具有高度一致性。 (2) 地下水资源分布的不均匀性 我国是一个地域辽阔、地形复杂、多山 分布的国家，山区（包括山地、高原和丘陵）约占全国面积的 69%，平原和盆 地约占 31%。地形特点是西高东低，定向山脉纵横交织。我国地下水资源量总 的分布特点是南方高于北方，地下水资源的丰富程度由东南向西北逐渐减少， 另外，由于我国各地之间社会经济发达程度不一，各地人口密集程度、耕地发 展情况均不相同，是不同地区人均、单位耕地面积所占有的地下水资源量具有 较大的差别。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 2 我国水资源不仅在地域上分布很不均匀，而且在时间分配上也很不均匀， 无论年际或年内分配都是如此。我国大部分地区受季风影响明显，降水年内分 配不均，年际变化大。我国最大年降水量与最小年降水量之间相差悬殊。我国 南部地区最大年降水量一般是最小年降水量的 24 倍， 北部地区则达 36 倍。 降水量的年内分配也很不均匀。我国长江以南地区由南往北雨季为 3 月6 月 至 4 月7 月，降水量占全年的 50%60%。长江以北地区雨季为 6 月9 月，降 水量占全年的 70%80%。正是由于水资源在地域上和时间上分配不均，造成 有些地方或某一时间内水资源丰富， 而另一些地方或时间内水资源贫乏。 因此， 在水资源开发利用、管理与规划中，水资源的时空再分配将成为克服我国水资 源分布不均、灾害频繁状况，实现水资源最大限度有效利用的关键内容之一。 表 1-1 是全国分片远景分析情况1-5。 表 1-1 全国分片远景分析 单位：108m3 流域 （片） 供水能力估计 合计 需水能力预计 合计 余缺水量 地表 水 地下 水 灌溉 工业 城镇 生活 农村 人畜 牧业及其 他 余 缺 黑龙江 442 103 545 297 89 8 20 105 501 86 43 辽河 172 76 248 213 57 12 16 36 334 2 88 海滦河 202 137 339 411 76 13 14 514 175 黄河流 域 191 99 290 269 31 7 12 4 323 9 44 淮河 481 191 672 694 56 10 51 38 849 171 长江流 域 1821 72 1893 1791 249 42 84 2166 207 480 浙闽诸 河 499 1 500 335 37 12 16 400 111 12 珠江 1371 1371 866 99 15 72 18 1070 301 西南诸 河 74 74 59 8 1 4 6 78 10 14 内陆河 428 113 541 479 32 2 15 26 554 20 30 全国 5707 792 6499 5418 734 122 304 236 6814 747 1063 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 3 我国水资源面临的问题： (1) 水资源开发过度，生态破坏严重； (2) 城市供水集中，供需矛盾尖锐； (3) 地下水过量开采，环境地质问题突出； (4) 水资源污染严重、水环境日益恶化； (5) 水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理。 1.1.2 我国工业废水污染概况 我国污水排放总量中工业污水占 40以上，由于工业废水水量大、污染物 浓度高、处理程度低，使工业废水成为我国水资源污染的主要原因之一。近年 来，其中化工、印染、焦化、炼化、制革等工业迅猛发展，不仅消耗大量的淡 水资源， 而且产生了大量高浓度、 有毒、 有害且难生物降解的有机物工业废水， 其所造成的水污染最为严重。近 10 年来，虽然我国污水的处理率在不断提高， 但工业废水的年排放量仍在大幅度增加。2008 年全国工业废水排放量 241.9 亿 吨，cod 排放量 457.6 万吨，虽然比 2007 年有所下降，但污染问题依然严重。 全国工业废水排放达标率为 91.2，其中，重点企业工业废水排放达标率为 92.8，非重点企业工业废水排放达标率为 80.6，但这个数据中还有大量的 小企业没有统计进去，实际的污染情况比数字表明的要严重的多6。此外，由 于我国目前工业污水出水标准控制较低，且仍有大量不法企业偷排未处理或未 达标废水，使大量有毒有害的物质随废水排放进入自然水体中，带来了十分严 峻的环境问题，全国众多江、河、湖泊等的地表水源面临严重污染威胁。地表 水源中的有毒有害物质不断积累，水质恶化，有的甚至渗入地下水，污染地下 水资源，最后直接和间接地严重危害人民的身体健康。 因此，针对我国水资源短缺和水资源污染严重等问题，目前技术上的办法 就是提高水处理技术，强化水处理工艺，降低水处理成本，这就需要对造成水 体污染的工业废水进行进一步的研究及处理工艺的推广应用；要针对不同的工 业废水的水质特性进行研究和处理，使其最终能够达标排放并增加中水回用的 使用率，充分、合理、有效的利用宝贵的水资源，实现水资源的可持续发展战 略7-10。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 4 1.1.3 有机化工废水处理现状 化工废水是造成自然水体污染的主要污染源之一，其中就排放量和污染程 度而言，有机化工废水占有相当大的份额。有机化工废水的特点是有机污染物 浓度高、成分复杂，大多含有各种有毒有害，难生物降解的物质，这些物质严 重影响了人身健康及环境安全。目前，有机化工废水常用的处理方法主要有： 物化法、化学法和生物法等处理技术11。 1.1.3.1 物化处理法 物化处理一般可作为生物处理工序的预处理，有时也可作为有机化工废水 的单独处理工序或后处理工序。 在有机化工废水处理中， 采用的物理法有很多， 针对不同的废水而不同。常用的物化处理技术有混凝法、气浮法和吸附法，此 外对于一些高浓度的有机废水还可采取汽化、蒸馏、萃取等方法。 (1)混凝法 混凝法是通过向水中投混凝剂，使污水中的胶体颗粒失去稳定性，凝聚成 大颗粒而下沉，通过混凝沉淀过程可去除污水中的细分散固体颗粒、乳状油及 胶体物质等。在有机化工废水处理中常用的混凝剂有聚合硫酸铁、三氯化铁、 亚铁盐、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酸胺（pam） 等。混凝法一般作为生化处理的预处理工艺，用于降低生物处理单元的有机负 荷和废水中有毒物质对微生物的影响，也可作为生物法的后续处理工艺，进一 步降低污染物浓度，使废水能够达标排放13。 (2)气浮法 气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其 视密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程12。通常包括充气气浮、 溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。化学气浮适用于悬浮物含量较高 的废水的预处理，具有投资少、能耗低、工艺简单、维修方便等优点，但不能 有效地去除废水中可溶性有机物，尚需采取其他方法作进一步的处理。在有机 废水处理中，利用充气气浮和溶气气浮配合适当的絮凝剂和破乳剂可以获得较 高的 cod 去除效果13。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 5 (3)吸附法 吸附作是指利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物，以回收或去除 污染物，从而使废水得到净化的方法。吸附作为一种低能耗的固相萃取分离技 术在工业上早己有广泛的应用， 用吸附法处理精细有机化工废水的报道已不少， 采用的吸附剂主要有活性碳、活性煤、合成沸石分子筛、硅胶、吸附树脂等， 其中以活性碳的吸附性能较佳14-16。 但由于吸附再生处理费用较高， 在实际应用中， 如果废水的污染物浓度高， 吸附剂将很快达到饱和，使再生周期缩短，需要频繁更换和再生，所以吸附法 通常用于小水量、低浓度废水的深度净化处理，或其它方法难以处理的有毒有 害物质的去除。 (4)汽化法 一般用于处理的有机物应有相对低的沸点（800）燃烧炉中，水雾即完全汽化，此时废水中的有机物即在炉内氧 化并完全分解为 co 和 h2o，此法氧化效率高，占地面积小。但焚烧法会由于 燃烧不充分而产生二次污染，且只适用于废水中可燃物浓度很高的废水，否则 需另加其它燃料，从而增加运行成本30。 (4)光催化氧化 光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的， 即利用用 h2o2 或光敏化半导体(如 tio2，cds，fe2o3， wo3)作催化剂，在紫外线高能辐射下， 电子从价带跃迁进入导带，在价带产生空穴，从而引发氧化反应。该技术具有 设备结构简单、反应条件温和、操作易控制、氧化能力强等特点，但也存在着 投资和能耗高，受反应条件所限，光化学氧化降解有机物往往不够彻底，易产 生多种芳香烃有机中间产物等问题31。 1.1.3.3 生物法处理技术 (1)生物法处理技术概述 有机化工废水的共性是有机物浓度高，采用生物法处理具有运行成本低的 优点，目前应用的有机化工废水的主体处理工艺以生物法为主。生物法是利用 微生物氧化分解有机物的能力将溶解性有机污染物分解，常用的生物处理方法 有好氧处理工艺、 厌氧处理工艺两种。 常用于化工废水的好氧工艺有接触氧化、 sbr 等，厌氧工艺有水解酸化、uasb、abr 等。近年来，许多新型工艺，如 混凝-固定化生物活性炭32、三相生物流化床33等，也被应用于化工废水的处 理中。 采用生物法， 虽然具有经济、 高效的优点， 但是由于化工废水具有浓度高、 冲击负荷变化大、含有毒有害物质、难生化降解等特点，如采用常规的生化法 处理，则容易发生污泥解体，导致生化处理失败，因此，需要采取措施提高微 生物对有毒难降解有机物的降解效果。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 9 (2)可生化性提高技术 某些化工废水可生化性差，除了含有难生化降解的化合物，某些环境因素 的影响， 如物理条件(温度、 压力等)、 化学条件(化合物浓度、 ph 值、 金属成分、 其它化合物的协同或拮抗作用等)也对生化降解过程产生影响。 提高生物处理系 统的处理能力，一般可从两方面着手，一是除去难降解和有毒有害物质，二是 提高生物活性使其具备分解难降解物的能力。 目前， 常用的技术有以下几方面： 1) 生物工程菌强化技术 由于化工废水中的难降解毒性有机物种类繁多，仅靠自然培养产生的活性 污泥或生物膜中的菌种对许多污染物无能为力，必须筛选培育优势菌种。该技 术是向传统的生物处理体系中加入具有特定功能的微生物，增强其对特定污染 物的降解能力，从而改善整个处理体系对含难降解物质废水的处理效果，并且 同时可保证生化处理系统具有高效、稳定运行的特点3436。 2) 水解酸化 水解酸化工艺就是将有机物的厌氧分解控制在反应时间较短的厌氧处理第 一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解 性有机物。厌氧水解酸化过程中，难生物降解的大分子物质通过厌氧微生物水 解和酸化作用转化为易生物降解的小分子物质， 从而改善有机废水的可生化性， 后续生物处理奠定良好基础。厌氧水解处理作为生化处理的预处理，由于不需 曝气而大大降低了生产运行成本，可提高污水的可生化性，降低后续生物处理 的负荷，大量削减后续好氧处理工艺的曝气量，降低工程投资和运行费用，因 而，广泛的应用于难生物降解的化工废水处理中。 3) 强化预处理优化组合工艺 由于化工废水的复杂性，废水中常含有大量难降解的有机污染物质，且来 水水质水量波动幅度较大，大部分化工废水仅仅采用常规生化方法难以处理达 标。因此，对于仅通过生化处理不能达标的废水，应采用其他方法先对其进行 预处理， 以提高废水的可生化性， 保证进水水质稳定， 降低生化段的处理负荷， 使废水二级生化处理更为有效。同时，对生物处理工艺的优化组合也是提高难 降解有机物生物处理效能的有效措施。 因此，提高化工废水的可生化性、强化物化预处理工艺以及优化生物组合 工艺成为近年来化工废水处理领域的研究热点。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 10 1.2 水解酸化技术的研究现状 1.2.1 水解酸化工艺原理 水解酸化工艺不等于厌氧消化过程。厌氧消化的机理按照四阶段学说，可 把厌氧发酵过程分为四个阶段78：第一阶段水解阶段；第二阶段酸化阶 段；第三阶段酸性衰退阶段；第四阶段甲烷化阶段。 水解阶段， 固体物质降解为溶解性的物质， 大分子物质降解为小分子物质。 在产酸阶段 （酸化阶段） ， 碳水化合物降解为脂肪酸， 主要是醋酸、 丁酸和丙酸， 水解和产酸进行的较快， 难于把它们分开， 此阶段的主要微生物是水解-产酸菌； 第三阶段是酸性衰退， 有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、 胺和少量的 co2、 n2、ch4和 h2，在此阶段中，由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还 原势降低，ph 上升，ph 的变化为甲烷菌创造了适宜的条件。此外，在酸性衰 退阶段，还会产生 h2s，吲哚、粪臭素和硫醇等使厌氧发酵带有不良气味的物 质。第四阶段是由甲烷菌把有机酸转化为沼气。 水解酸化处理工艺的基本原理就是通过控制 ph 值、 温度、 氧化还原电位， 水力停留时间的条件，把反应控制在第二阶段之前，不进入第三阶段。在大量 污泥的吸附截留和兼性微生物为主的生物降解作用下，将污水中的固体、大分 子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使得污水在 后续的处理单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。 1.2.2 水解酸化工艺的特点 水解酸化工艺与单独的厌氧工艺相比，具有以下优点： (1) 水解酸化阶段所产生的产物主要为小分子有机物，可生物降解性得到 进一步提高，从而减少了后续好氧处理的反应时间和降低了处理能耗。 (2) 水解过程能较好地适应悬浮颗粒物的存在，同时能较好地降解这部分 物质，从而减少了污泥量，降低了污泥的 vss，水解酸化反应器一般不需要加 热，产生剩余污泥量少，可在常温下，使固体颗粒物迅速水解，实现污水污泥 一次处理。 (3) 水解酸化反应器不需要严格的密闭，不需要复杂的搅拌机构，不需要 水、气、固三相分离器，降低了造价，便于维护，适应于大、中、小型污水厂。 (4) 进水并不需要严格厌氧，包括具有氧化作用的化合物，如硝态氮、亚 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 11 硝态氮等。反应控制在水解酸化阶段时，在许多情况下，酸化过程也不完全。 因此甲烷化过程基本不发生，也就没有产气过程，出水的不良气味较厌氧发酵 少很多。 (5) 水解酸化反应迅速，水力停留时间短，故水解反应器的体积小，节省 基建投资37。 1.2.3 水解酸化技术的发展及应用 自 20 世纪 70 年代末期两相厌氧处理法问世以来，便出现了水解酸化处 理工艺。人们对水解酸化的研究是作为厌氧生物处理的第一阶段开展的，主要 是研究水解酸化产物对后续产甲烷段的影响，而将其作为一种工艺进行单独研 究和利用的时间较短。 20 世纪 80 年代北京环境保护科学研究所开发了水解酸化好氧工艺， 并 在北京高碑店污水处理厂试验成功，从此水解酸化技术在国内也得到了广泛的 应用。大量的研究成果表明，将水解酸化处理作为各种生化处理的预处理，可 提高污水生化性能，降低后续生物处理的负荷，因而被广泛运用在难生物降解 的化工、造纸及有机物浓度高的食品废水处理中38。 过去人们对好氧和专性厌氧菌研究应用较多，而对兼性菌研究不够。兼性 厌氧菌属于肠道菌科和芽孢的细菌，从染色分类既有革蓝氏阳性菌也有革兰氏 阴性细菌，他们在兼性厌氧条件下生长、繁殖、代谢最快。其比好氧菌和厌氧 菌繁殖速度快的多，且对温度的适应能力强，可在 540的范围内较好地生 存。研究指出，难降解物质萘与水解污泥接触 24.5 小时后，光密度降低率达 到 98.9%，水解反应 3 小时后，萘转化为易于水解的水杨酸。jimin 等采用 uasb 考察了高温 55条件下，淀粉废水厌氧酸化的情况，指出 vfa 的产量 与 cod 负荷率呈正比，并且直接影响到出水中各种有机酸的占有比例，特别 是 丙 酸 和 丁 酸 的 含 量 。 当hrt为 8.824 小 时 ， cod负 荷 率 为 1.2530gcod/(l d)，vfa 的产率为 0.28gvfa/gcod。水解酸化工艺还具有悬 浮物去除率高的特点。h2s、硫醇等恶臭类物质，主要产生于产氢产乙酸阶段， 而水解酸化工艺将生化反应严格控制在水解酸化阶段， 不进入产氢产乙酸阶段， 从而可以较好地避免恶臭类物质的生成，改善污水厂的环境条件3940。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 12 1.3 铁碳微电解技术的的研究现状 铁碳微电解工艺是依据金属的腐蚀电化学原理，利用形成的微电池效应对 废水进行治理的良好工艺， 又称内电解法铁碳法铁屑过滤法零价铁法等。 该技术自 20 世纪 60 年代开始被人关注， 70 年代开始被应用到废水处理领域 中。由于该法的独特优点，故从诞生开始，就在美国前苏联日本等国引起 广泛重视，已有很多专利，取得了一些实用性成果。我国从 20 世纪 80 年代 开始这一领域的研究，特别是近几年来发展较快，在印染石化制药等化工 废水的治理中均有较多研究报道，有的已投入实际运行。近年来，微电解法在 许多行业的废水处理中都有大量应用，工艺已日趋成熟。目前，铁碳微电解主 要作为预处理手段， 用于处理生物难降解废水， 可使大分子有机污染物的断链， 发色及助色基团的破坏而脱色，从而提高废水可生化性，降低后续处理负荷与 成本。 1.3.1 铁碳微电解技术的基本原理 铁碳微电解技术的原理是利用有一定比表面的含有大量导电杂质的高价金 属在酸性环境下发生电蚀反应时，在金属与杂质间形成微电极，由微电极电解 而产生足量的活性氢、 氧和氢氧根， 并利用其活性来分解和还原高分子有机物。 铁和碳的氧化还原电位相差较大，在废水中加入铁屑和碳粉末，由此组成腐蚀 电池。它集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体。在 酸性条件下，