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摘要：本文结合厌氧发酵在废水处理中的技术原理，以及工业废水处理的特点及处理原则，对处理工业废水中厌氧发酵的应用与发展趋势展开研究。借此突出厌氧发酵技术在工业废水处理中的应用优势，明确我国工业废水处理技术研发方向。
关键词：工业废水；厌氧发酵；技术原理；厌氧菌
工业废水处理是我国生态环境保护中面临的核心问题，厌氧发酵作为工业废水处理中的重要工艺，其在工业废水中的应用，对提高我国工业废水处理效率有着不可替代的作用。因此，本文对工业废水处理中，厌氧发酵技术的应用展开讨论，同时对厌氧发酵技术的发展趋势进行简单阐述，希望给予相关从业者建议与参考。
一、厌氧发酵在废水处理中的技术原理
厌氧生物处理技术是工业废水处理时，厌氧发酵的核心技术，该技术是在阻断空气、废水处理样品的基础上，利用专性、兼性厌氧菌的生物学功能，讲解废水中的有机物。厌氧生物处理技术不仅能够处理有机物浓度较高的工业废水，同样可应用在城镇污水、粪便、动植物残体的处理中。而在工业废水处理中，厌氧发酵可对废水中的甲醇、乙醇、氮气进行处理，并通过水解、厌氧菌酸化、废水气化等阶段，将工业废水内有害物质转变为水和二氧化碳，使其满足各地区工业废水处理标准。在厌氧生物处理技术中，水解时期的处理重点，在于将工业废水中分子较大的物质进行降解，可生成乙酸、氢气，而在酸化阶段，废水内有机酸会在厌氧菌作用下，转变为氢气、二氧化碳，废水气化阶段是厌氧发酵功能较为明显的处理时期，废水可在甲烷细菌影响下，原有的氢气或乙酸可逐渐转变为甲烷[1]。
二、工业废水处理的特点及处理原则
工业废水多产生于冶金、化工等行业中，但由于该类行业生产加工流程庞杂、所涉工艺较多，且废水具有不稳定、流量大等特点，所以在废水处理中，废水内部组分中会含有大量有机物质，继而导致废水处理难度大。另外，由于废水内难以降解物质较多，若将其直接排送到外部环境中，将对我国生态系统造成严重的破坏。因此，我国在工业废水处理中，会采用物理、化学等多种废水处理工艺，保障废水处理的有效性。厌氧发酵在工业废水处理技术中，属于生物处理范畴内，该处理技术能够将工业废水内有机物质，分解为无污染、容易降解的有机物，并且基于厌氧发酵的工业废水处理，无需在处理过程中添加大量辅助介质[2]。
然而，因工业废水种类不同，不同行业产生的工业废水，其处理原则、目标会有着明显的差异性。比如在冶金行业中，其废水具有水质多变、内部有害物质种类多等特点，该行业废水多来源于酸洗、冲渣、炼焦等工艺环节。在处理冶金行业废水时，相关人员在废水内有机物降解处理的基础上，回收废水处理期间产生的有用物质，从而减少冶金废水存储期间的物料、燃料损失。而印染工业废水处理中，需要结合水质特点将其回收利用，其处理核心治安与调节废水内部酸碱度，使废水有机物能够在沉淀后被清除。此种废水处理原则，是为回收废水内的染料残液，以控制印染工艺成本。
三、处理工业废水中厌氧发酵的应用与发展趋势
（一）处理工业废水中厌氧发酵的应用
1.影响厌氧发酵废水处理效果的相关因素
第一，温度。工业废水处理中，厌氧微生物菌群成长与厌氧菌发酵速度息息相关，而在厌氧微生物菌群生长过程中，周边温度应满足菌群基本需求，使菌群能够尽快的发生厌氧反应，降解工业废水中的有机物质。通常情况下，温度条件不同时，厌氧发酵反应仍然能够正常产生，但在高温、常温条件下，可促进厌氧反应的菌群种类不同，其对厌氧发酵的推动作用有着明显差异。并且在厌氧反应期间，温度波动同样会限制菌群内微生物的代谢功能，使得厌氧反应不及时、速度较慢，继而导致厌氧发酵技术的工业废水处理质量难以保障。因此，将厌氧发酵应用在工业废水处理工艺时，应使处理系统内温度保持稳定。
第二，酸碱度。厌氧发酵过程中，酸碱度是工业废水处理中，监测厌氧反应的重要指标，能够真实反应厌氧体系的缓冲功能。研究显示，厌氧体系内酸碱度在6~8之间时，其在废水处理中的有效缓冲能力指数为HCO－3。因此，厌氧反应评估时，相关人员会将酸碱度作为判断依据。另外，由于工业废水中VFA较多，容易在处理过程中酸度会增加，导致厌氧发酵停滞，难以有效进入气化处理流程、生成甲烷。所以为确保厌氧发酵对工业废水的处理效果，还应通过调节酸碱度确保厌氧发酵的全面性。比如，相关人员可在厌氧反应中，通过增加菌群碱度，使得废水处理系统中废水内部的ALK能够稳定在15 00 ~3 000 mg/L 范围中，借此在厌氧反应缓冲作用下，预防酸碱度骤然变化影响工业废水处理效果[3]。
第三，有毒物质。处理工业废水中厌氧发酵的应用质量，同样会受废水组分中的有毒物质影响。工业生产工艺本身的复杂性，使得工业废水内难以降解的有毒物质种类较多，厌氧发酵技术在工业废水处理中，虽然厌氧菌群内的微生物能够降解废水中的有机物，但在降解废水中的有毒物质时，厌氧发酵技术将在有毒物质影响下，使得工业废水处理效果不佳。究其原因，在于有毒物质会直接威胁厌氧菌群内微生物，使其无法通过厌氧消化反应，将废水内的硫化物降解。再者，工业废水油脂浓度增加时，厌氧发酵处理工业废水时，甲烷活性会明显降低，导致工业废水处理系统中，生成长链脂肪酸、甘油的风险较大，从而导致工业废水处理中，有毒物质指标中数值较大。因此，相关人员在利用厌氧发酵，处理工业废水时，还应重视该项指标的控制。
2.处理工业废水时厌氧发酵支撑体系
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图1 UASB污泥床反应器示意图
第一，厌氧接触系统。处理工业废水时，废水内有机物浓度较高，为使废水与池内厌氧菌群充分接触，需要借助厌氧接触系统进行连续搅拌。其在厌氧发酵技术应用中，可作为工业废水处理中的核心支撑体系，能够有效控制间断式排水、进水时造成的厌氧发酵受阻、厌氧菌群流失问题。第二，厌氧生物滤池、转盘。为避免硝化池内厌氧污泥流失，相关人员可通过设置厌氧生物转盘与滤池，增设挂膜介质，使厌氧菌群内微生物能够生长在该介质中。
第三，厌氧流化床反应器。该装置在厌氧发酵工业处理体系中，是通过在内部填充粒径为0.5mm的挂膜介质，帮助微生物颗粒依附在厌氧生物转盘中，并且在厌氧菌群密切接触中，形成为固定床。同时在水流上升时，工业废水水泵流量增大，而反应器上升流速会随之增加，使微生物及时从转盘中脱离，进入悬浮状态，然后在水流持续增大时，提高厌氧菌群膨胀率，使厌氧菌内微生物处于流化状态，继而在完全发酵后，降解工业废水内的有机物。第四，UASB污泥床反应器。该装置是厌氧生物处理技术中应用频次较多，其结构组成如图1所示。
3.厌氧发酵工业废水处理工艺
厌氧发酵在工业废水中的应用中，两相厌氧生物处理工艺是废水处理技术中，较为典型的处理技术。相关学者在利用该工艺处理医药工业废水时，会将铁屑作为填料，通过运行UASB反应器使工业废水中的5-氨基水杨酸锌可以在酸化中转变为甲烷。在处理工业废水时，UASB反应器、UBF等装置中的HRT值应控制在5.65、10.98h，且装置中有机负荷率应调整到57.33、18.01 kg/（m3·d）。结果表明，医药工业废水在厌氧发酵处理后，SCOD、5-氨基水杨酸锌的清除率分别为92%和96%左右。由此可见，厌氧发酵工业废水处理工艺中，两相厌氧生物处理技术具有效果稳定、效率高等应用优势。除此之外，部分学者利用UASB反应器处理工业废水时，废水内硫酸黑液浓度较高，COD为6.581 ~10.032 g/L，硫酸根为6.048 ~9.065 g/L，pH为5.3时，COD去除率为74.42%。所以厌氧发酵在工业废水处理中的应用，悬浮物浓度、污水内有机物、有毒物质含量不同，其对工业废水内有机物的清除率会产生改变。但厌氧发酵生物处理技术中，两相厌氧消化工艺在处理有机物、有毒物浓度较高的工业废水时，其应用优势较为明显。
（二）厌氧发酵在工业废水处理中的发展趋势
现阶段，厌氧发酵技术在我国冶金、医药、造纸等行业产生的工业废水处理中，其技术实践工艺逐渐成熟。但是在厌氧菌群完全发酵过程中，仍然面临着反应启动时间长、脂肪酸数量较多等技术难点。然而，相较于传统工业废水处理技术，厌氧发酵在工业废水处理中的应用，具有能耗少、成本投入低等优势，所以在工业废水处理中，厌氧发酵技术发展前景较为广阔。另外，在工业废水处理中，厌氧发酵技术尚处于综合应用时期，多数企业在废水处理系统建立中，会将厌氧发酵与好氧生物工艺联合使用，以确保工业废水处理效果。但是随着厌氧发酵技术的创新与改进，其在各领域的应用价值会不断凸显。相关人员在厌氧发酵技术优化中，需要在未来研究工作中，重点分析厌氧菌对环境的适应性，以及废水处理中甲烷产量，从而实现厌氧发酵技术在各领域的可持续发展，为我国工业废水处理、水体净化奠定基础。
四、结语
综上所述，工业废水处理中，厌氧发酵技术可作为废水处理系统的核心支撑，其在工业废水处理中的应用，对保证工业废水处理质量、减少工业废水污染意义重大。而在厌氧发酵工艺实践中，仍需在厌氧接触系统、污泥床反应器等装置的支持下，不断完善厌氧发酵工业废水处理工艺，强化工业废水处理中厌氧发酵技术应用价值。
参考文献：
[1]冯腾超.工业废水处理中厌氧生物技术应用研究[J].门窗，2019（13）：18-20.
[2]尚伟，徐根东，宋健等.温度对苯二甲酸废水厌氧发酵处理的影响[J].南京工业大学学报：自然科学版，2018（05）：166-167.
[3]潘欣荣.有机废水选择性厌氧产酸发酵过程的调控与产物回收新技术[D].2018（15）：211-220.