酚是工業生產廢水中毒性高、難降解有機物之一，含酚廢水不僅嚴重污染環境，造成農業、漁業的損失，而且危害人類的健康〔1〕，含酚廢水的治理得到世界各國的廣泛重視。目前國內外處理含酚廢水的常見方法主要有物理法〔2〕、化學法〔3〕和生化法〔4, 5〕及組合工藝〔6, 7〕等。某試驗工場是科研、生產型的化學工業基地，其生產廢水含有酚、苯、二甲苯等有機物以及酸性廢水，考慮到受納水體是農灌水溪，且工場地處縣城關鎮，必須對排放的廢水進行治理。工場根據生產廢水的特點，設計了一套采用一級厭氧處理、二級生物接觸氧化、反應絮凝的生化—氧化—絮凝沉淀污水處理系統，運行初期達到了設計要求，但由于該系統運行時間長，一部分設備老化，尤其污泥（細菌）的培養與馴化仍然存在較大的問題，處理系統不能正常運行，為此，需要對原有污水處理系統進行全面改造，重新建立厭氧系統與好氧系統污泥的培養與馴化體系，使污水處理系統恢復正常運行，達到設計的排放標準。
1 廢水水質與工藝流程
工場現有MIC（異酯）、殘殺威、克百威等生產車間，含酚廢水出水量為4 萬t/a 左右，污水處理系統設計規模為8 萬t/a，污水處理系統的主要設計參數為：調節池（厭氧）停留時間24 h，一級生物接觸氧化池停留時間為10 h，一沉池停留時間為1.5 h，二級生物接觸氧化池停留時間為18 h，二沉池停留時間1.5 h，裝置出水達《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）。廢水流量4~6 m3/h，pH 5~6，SS 300~500 mg/L，酚2.3 mg/L，二甲苯13.6 mg/L，COD>200 mg/L。
工場廢水處理采用生化—氧化—絮凝沉淀組合工藝，克服單一廢水處理工藝的缺點，廢水處理的關鍵就是通過微生物的新陳代謝作用，將廢水中有機物的一部分轉化為微生物的細胞物質，另一部分轉化為比較穩定的化學物質（無機物或簡單有機物），從而達到降解有機物，凈化廢水的目的。在現有工藝中，厭氧池中，主要依賴產酸細菌、產氫產乙酸細菌及甲烷菌將高濃度有機廢水中的復雜有機物分兩步分解轉化為甲烷、二氧化碳氣體及維持微生物生長活動所需的能量。好氧池中，主要依賴好氧菌進一步將厭氧池排出的廢水中仍沒有降解的復雜有機物和已經分解的低分子有機物分解和轉化為CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-、NH3等簡單無機物與維持微生物生長活動所需的能量。廢水處理的工藝流程如圖 1所示。
圖 1 廢水處理工藝流程
2 存在的主要問題
（1）好氧池、厭氧池污泥失活，微生物菌群死亡。活性污泥（微生物菌群）的培養成熟程度及性能決定著廢水凈化效果的好壞，廢水處理系統中污泥的接種、馴化和培養是工藝運行成功的首要步驟。造成好氧池及厭氧池污泥失去活性，微生物菌群死亡的原因比較復雜，可能引起的原因一是盡管綜合廢水中含有的有機物濃度不是很高（低于200 mg/L），但有機物成分復雜、種類多，含有MIC（異酯）、呋喃丹、殘殺威、鄰基異苯基酚、殘殺威等農藥成分，以及酚、甲苯、二甲苯、氨氮及其中間合成的衍生物等多種混合有機物成分。其中的許多有機物屬難降解物質，如酚類有機物很容易使得污泥中微生物菌群中毒。二是由于好氧池缺乏污泥回流系統，其絕大部分污泥隨水進入沉淀池，經沉淀后進入厭氧池，使得好氧池中難以維持穩定、平衡的活性污泥量，造成微生物缺乏營養物質，使污泥增長處于降解率低下、緩慢的內源呼吸期，隨著時間的推移，污泥（微生物）最終死亡。
（2）厭氧池缺污泥排放裝置。好氧池中的污泥基本進入厭氧池，厭氧池中的污泥隨著運行時間延長不斷增加，現有厭氧池與調節池共用，采用普通的平流式進水，造成底部污泥大量沉積、無機化，占據大量有效空間，廢水在厭氧池中停留時間縮短，厭氧預處理達不到應有效果。
（3）好氧池填料長滿青苔，基本沒有掛膜。填料掛膜不正常，是造成運行不正常的主要原因。這主要是由于現有處理系統選取的曝氣方式為穿孔管曝氣，而穿孔管曝氣最大的缺點就是曝氣不均勻，造成局部曝氣強度過大，這樣既對氧的利用率不高，也影響微生物在填料上的正常掛膜。
（4）廢水處理系統缺預調節池。廢水進厭氧池前，經過一個小的隔油池，隔油池能隔開部分油相，但因體積小，起調節作用不大。而工廠多個車間每天排放的有機廢水水質、水量均不穩定，波動較大，造成廢水處理系統的運行不穩定。
3 采取措施
3.1 預設調節池
廢水處理設施中調節池的作用主要包括：（1）提供對有機物負荷的緩沖能力，防止生物處理系統負荷的急劇變化；（2）控制pH，防止水質過酸或過堿對后續生化處理的不良影響；（3）停產時仍能對生物處理系統繼續輸入廢水；（4）防止高濃度有毒物質進入生物處理系統。修建容積600 m3 的廢水調節池，使得每天產生的綜合廢水能在調節池里至少停留3 d，以保證進厭氧池廢水的穩定，有機營養物穩定，保持厭氧池微生物的正常生長。調節池還可預先培養一部分微生物，并對復雜微生物有預先降解作用。調節池池壁和底部采取防腐措施，底部要鋪鋼筋混凝土。
3.2 厭氧池進水方式
改變厭氧池的進水方式，改平流式進水為下部進水，增加布水器一套。厭氧池下部進水可以從下往上沖抬污泥，使污泥處于懸浮狀態，有利于污水與污泥的充分接觸，提高分解有機物的能力。厭氧池因沒有設置污泥排放裝置，污泥量不斷增長，經常需要通過人工的方式清理出部分污泥，由此造成運行間斷，且人工操作極為不便，勞動強度大。設置固定的污泥排放設備，或者增加厭氧池污泥排放管道，增加壓濾設備，便于污泥的管理。
3.3 曝氣系統的改造
3.3.1 微孔曝氣器
填料掛膜不正常主要原因是由于現有處理系統選取的曝氣方式為穿孔管曝氣，造成局部曝氣強度過大，氧利用率不高，影響微生物在填料上的正常掛膜。因此更換曝氣系統，改穿孔管曝氣為PWX 型微孔曝氣器，微孔曝氣器的特點是：（1）彈性橡膠擴散膜片開有大量的自閉孔眼，隨著曝氣和停止運轉，孔眼自動張開和閉合，不會產生孔眼堵塞、黏污等弊病。（2）曝氣器的逆止閥具有雙重防止逆流功能，曝氣器的逆止閥使氣孔關閉自如，可防止中斷輸送空氣時發生逆流現象。當停止進氣時，污水混合液也不能倒灌，可以減少大量維修工作量。（3）曝氣膜是由特殊的彈性聚合物制成，具有很高的變形性和彈性指數，膜的制作采用特殊擠壓成型技術，薄厚均勻，并且具有很強的抗油、紫外線及耐銹蝕能力。其主要技術參數： 空氣量1.0~5.0 m3/h，氧利用率，28%~32%，氣泡直徑1~3 mm，表面積0.025 m2，氧動力效力≥5.0 g/（W·h），阻力損失180~260 mm，適用水深1~6 m。
3.3.2 生物填料
選用粒徑為180 mm 的YDT 型彈性立體生物填料，填料比表面積125 m2/m3，成品密度≥2.7 kg/m3，空隙率≥99%。通過篩選聚烯烴類中幾種耐高溫、耐腐蝕、耐氧化、高強度的優質品種，采用特殊的拉絲、絲條制毛工藝，將絲條固定在定位繩上，紡制成填料單體，然后固定在塑料圓盤上。彈性立體生物填料的特點：（1）孔隙率大、比表面積大、生物量大、不易堵塞、表面粗糙、易于掛膜、池體內空間利用率大、無死區、使用壽命長。（2）填料與營養物質等的接觸，具有主動性、表面更新快、耐沖擊負荷的特點，填料內部形成從營養物—細菌—原生動物—后生動物的食物鏈，可以不產生或少產生剩余污泥。填料柔軟、有彈性、孔隙可變。（3）填料中微生物種類齊全、數量多、處理功能強，污染物去除范圍廣。
3.4 接觸氧化池污泥回流系統
由于好氧池絕大部分污泥進入沉淀池，經沉淀后進入厭氧池，使得好氧池中難以維持穩定、平衡的活性污泥量，造成微生物缺乏營養物質，使污泥增長處于降解率低下、緩慢的內源呼吸期，污泥（微生物）最終死亡。有必要在現有工藝條件下，增加污泥回流系統。將沉淀池的部分污泥（70%~90%）返回到一級生物好氧接觸池，以補充活性污泥量，維持好氧系統中微生物數處于平衡、穩定的狀態。
4 運行結果
改進后的廢水處理系統，經過2 a 多的運行試驗，系統運行正常，處理效果達到預期的設計標準，部分水回用到循環冷卻塔作為循環水使用，從而減少新鮮水的用量，每年減少冷卻水用量2 萬t，水質監測結果顯示，出水pH 8~9，SS 27 mg/L，酚0.5 mg/L，二甲苯2.72 mg/L，COD 53.2 mg/L，均達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）要求。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。
5 結論
（1）對原有污水處理系統進行了全面改造，完善了生物氧化法處理裝置，重新建立了厭氧系統與好氧系統污泥的培養與馴化體系，部分水回用到循環冷卻塔作為循環水使用，每年可減少冷卻水用量2 萬t，改造后出水中的酚0.5 mg/L，苯2.72 mg/L，酚去除率達85%以上，pH 8~9，減少COD 排放約2 t，裝置出水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）。
（2）農藥生產產生的含酚廢水，有機化合物成分復雜、毒性高、難降解，對其的處理是工廠環保治理的一個難題。采取生化—氧化—絮凝沉淀組合工藝是一種比較理想的廢水處理方式，處理效果較好，值得借鑒與推廣。
