一、引言
含油量高的有機化工廢水主要來自石油加工、化工生產、鋼鐵生產、燃氣發電站等工業領域，如果廢水處理不及時，將導致資源浪費和環境汙染，使江河、湖泊或港口的水受到汙染，不僅會嚴重影響其他行業的正常執行， 同時也影響水生生物的生存;如果將汙染河流的水用於灌溉農田，會抑制農作物的生長，影響農民的收入。 如果廢水中的汙染物嚴重影響水生生物的生存，就會使一些容易被汙染的水生生物繁殖，並迅速消耗掉水中的溶解氧，使其他水生生物因缺氧而遷移或死亡，特別是有毒汙染物可以溶解在水中， 使生物體內有毒物質的含量增加，對人體身心健康構成極大威脅。由於高油有機化學品產生的油量大，無法直接處理，傳統的廢水處理工藝存在速度慢、效率低、汙染物處理不乾淨、成本高等缺點，難以滿足現代化工企業的廢水處理要求。
基於上述問題，採用兩級串聯厭氧-好氧生化處理工藝對高含油量有機化工廢水進行處理。 根據廢水中有毒難降解汙染物的特點，將汙染分為四個階段，並描述了廢水中不同有機物的耗氧率。 對油田、調節罐、氣浮罐進行處理，去除髒油，達到初步脫脂的效果，在生化處理過程中對厭氧和好氧兩段式含油廢水中的汙染物和有害物質進行處理，通過生物降解降解餾出物和懸浮物混合反應池、混凝沉澱池和過濾器中的汙泥經過脫水濃縮，從而完成廢水的處理通過實驗程式得出結論。
實驗結果表明，該工藝對廢水進行處理，可以減少含油廢水中的汙染物和有害物質，並利用生物降解降解餾出物和懸浮物，因此採用厭氧-好氧生化處理工藝是可行的預曝氣可使廢水混合物更均勻，易於處理，提高pH值可有效去除含油性有機汙染物，且成本低，適合實際應用。 該工藝不僅廢水處理效果好，而且與傳統方法相比具有處理速度快、時間短、效率高等優點，適用於化工行業的廣泛應用。
2、高含油有機化工廢水中汙染物的分類
高含油有機化工廢水汙染物按有毒難降解特點分類，大致可分為四類：第一類，降解效能好，為無毒有機物第二類是有機物，降解效能差，無毒;第三種，液體濃度低時，容易被微生物降解，但當液體濃度高時，廢水會抑制微生物的活動，是無毒的有機物;第四，當液體濃度較低時，會對微生物產生抑制和有毒的有機物。
化學工業排放的廢水不僅含有一種有機汙染物，而且含有兩種或兩種以上的汙染物。 如果廢水屬於第四類或第三類，則需要採用兩級串聯厭氧（AO）生化處理工藝。 一般來說，高含油量有機化工廢水可視為第四類汙染物型廢水，因此從理論上講，傳統的處理工藝是一種比較理想的工藝。 然而，在現實生活中，處理過程無法達到預期的效果，成本預算過高，在這種情況下，採用兩段串聯厭氧好氧（AO）生化處理工藝可以提高廢水預處理的模組，成本預算較低。
3.生化處理工藝
1）預處理：預處理可去除油田、調節罐、氣浮罐中的髒油，達到初步除油的效果。一般情況下，油池與油水初步分離，分離後再進行浮選或混凝分離的步驟，防止處理裝置堵塞，達到各裝置最佳脫脂效能。 用幫浦提公升時，可採用一次性脫脂機構，降低幫浦的乳化程度。 與粒徑大、凝固點高的廢水相比，裝置需要加熱或保溫以保持溫度，以防止油品凝固。
2）廢水生化處理：除油預處理後，高含油廢水含油量小於30mg l，此時可進行厭氧反應器處理，厭氧反應器可採用缺氧池、好氧池、介質沉澱池、氧化處理、二沉處理，經過此系列處理， 可以減少含油廢水中的汙染物和有害物質，並通過生物降解降解餾出物和懸浮物。採用厭氧-好氧（AO）生化處理工藝，使生化處理在厭氧好氧兩階段配方中發揮自身優勢。 首先，將廢水置於厭氧分子環境中，通過兼性微生物的厭氧作用，將廢水中的難降解有機物通過酸化處理轉化為易降解的有機物，使長鏈有機物轉化為醇類、醛類、脂肪酸等比短鏈的簡單有機物， 從而大大提高廢水中有機物的降解性。厭氧菌在甲烷菌的作用下，可將廢水中的化學需氧量（COD）分解為H2、CH4和CO2。 然後，將處理後的廢水置於好氧環境中，使廢水中的醇類、醛類、脂肪酸等簡單、短鏈有機物被好氧微生物分解，得到H2O、CO2等無機物，從而降低廢水中的化學需氧量（COD）和含油量。
在工藝處理過程中，可以在生化池和沉澱池中加入一些彈性填料，使池內的生物膜均勻分布，懸浮大量汙泥，加強了廢水的處理能力，增強了抗負荷效能，從而大大提高了生物膜在處理過程中的效果。
採用鼓風機曝氣、生物膜的處理方法進行二次生化處理，處理後的廢水通過汙水提公升幫浦輸送到一級生化池，空氣在入水前浮起，需要沉澱兩次，回流汙泥充分接觸，然後形成活性汙泥。 汙泥與汙水混合後，從曝氣鼓風機獲得足夠的氧氣（必須是溶解氧）進行硝化反應，使混合物中的可溶性有機物被活性汙泥吸附，從而達到微生物降解的目的，化學需氧量（COD）已去除75%。
一級生化池中的廢水自動流入二級沉澱池進行汙泥與廢水分離，汙泥在回流提公升幫浦前返回曝氣，流出的水再次進入二級生化池的選擇段。 在二次生化池的選擇段，可以通過本文中的工藝選擇有利於生物膜生長的填料，並進一步去除化學需氧量（COD），使生物體發生硝化和反硝化反應，保證水中的氨氮指數正常。
在厭氧段，將池設定為公升降模式的微孔曝氣，攪拌氣體，採用自動電動閥調節間歇進氣週期，使斷面空間始終保持在厭氧狀態，此時需要將溶解氧控制在0mg l至1mg l濃度之間。 在好氧段，也可採用微孔曝氣法將池設定為有公升降法，此時溶解氧控制在1mgl-2mgl濃度之間。 從二級生化池流出的水自動進入混凝反應池，可與輸入的聚丙烯醯胺（PAM）混合，反應後得到的水流入混凝沉澱池，使泥漿與水充分分離。 沉澱池中剩餘的汙泥可以通過提公升幫浦輸送到脫水池，其中 80% 的化學需氧量 （COD） 已被去除。
3）後處理：後處理是指汙泥通過混合反應池、混凝沉澱池和過濾器進行脫水濃縮，如下圖所示。
調節罐底部的油自動流入汙泥浮渣罐，通過渣幫浦輸送到脫水罐進行脫水。 混凝池中剩餘的汙泥定期清洗，幫浦送至脫水池。 汙泥經過濃縮脫水後，將汙泥輸送到離心機進料幫浦之間的脫水機中，形成泥餅，可直接送入鍋爐房作為燃料使用。 還可以新增聚合物絮凝劑來脫水陰離子聚丙烯醯胺（PAM）。 脫水後的廢水自動流入含油汙水池，含油汙水經汙水提公升幫浦調節處理。
4）高含油量有機化工廢水生化處理工藝的實現：由於化工企業工作過程中遺留的各種助劑和染色助劑，使整個公司在廢水處理過程中難度較大，通常採用氣浮-活性汙泥的工藝方法對廢水進行處理， 雖然廢水在曝氣池中停留時間較長，但化學需氧量（COD）仍達不到驗收標準。因此，通過對資料的分析，發現聚合物是在生產過程中產生的。 由於該工藝聚合不完全，低分子量聚合物收率小，這部分聚合物會流入廢水中。 低分子量聚合物既不能被微生物降解，也不能被氣浮除去，因此這類問題是有機汙染中最難解決的。 這就是廢水曝氣仍達不到管理標準的原因。 在含油量高的有機化工行業中，鑑於難降解有機物含量高，首先要結合工藝處理的可行性，即廢水經厭氧-好氧（AO）生化處理工藝兩段串聯處理，再採用生化法對出水進行進一步處理， 從而降低成本。一般情況下，該工藝使用FEN TON試劑和O3-H2O2進行氧化反應，然後採用本文中的工藝處理方法。 反應器內廢水的化學需氧量（COD）不隨曝氣時間的增加而降低，但水中氨氮的水質隨曝氣時間的增加而逐漸降低。 但良好的硝化反應表明，在芬頓試劑和O3-H2O2的氧化過程中，沒有抑制微生物活性的產物，最終處理的水不含亞硝酸鹽，因此可以排除亞硝酸鹽的干擾。 為了達到化學需氧量（COD）排放的目的，採用上述工藝處理廢水，在技術和經濟性方面具有良好的推廣前景。
四、實驗
為驗證厭氧好氧（AO）生化處理工藝與上述兩個階段相結合的合理性，開展了以下實驗。
1）主要工藝引數設定：（1）進水水質及出水水質：設定水量為300t h的進水水質為：化學需氧量（COD）為1500mg L;揮發酚為15mg l - 18 mg l ;800mg l - 1500mg l 用於油;硫化物為25mg l - 35 mg l;水中氨氮含量為150mg l;懸浮固體為150 mg l - 200 mg l ;pH值為7-9。 出水水質為：化學需氧量（COD）≤85mg L;揮發物為04mg/l ;五天生化需氧量（BOD5）≤20mg L;硫化物 10mg/l;懸浮固體 60 mg l;油量小於等於85mg/l 。
2）結構引數：隔油池：單次處理能力100m2 h;停留時間為 t = 30h ;適宜水深3m，池寬55m ;水流的速度為 v = 00025m/s。氣浮罐：每台130 m2 h;停留時間為 t = 65 分鐘 + 45 分鐘;回流率為100%。 初級生化池：一般進水的化學需氧量（COD）為1360mg L;體積的裝車率化學需氧量（COD）為08kg/m2 ;有效水深6m;實際入住時間為105h，回流比為100%。 一級沉澱池：處理能力200m2 h;有效水深為45m ;實際停留時間為2小時。 二級沉澱池：一般進水的化學需氧量（COD）為350mg L;體積的裝車率化學需氧量（COD）為03kg/m2 ;有效水深為45m ;實際停留時間為8小時。
2）預曝氣和COD去除結果與分析：根據上述引數的設定，測量預曝氣環節的pH和COD去除率，pH和COD去除率會隨著曝氣時間的流逝而變化，結果如圖4所示。
預曝氣處理後，原廢水中COD的去除率約為2%7%，較高，且COD的去除率隨著pH值的增加而逐漸增加。
通過適量的預曝氣，可以從廢水中去除汙染物，從而提高pH值。 適當的控制引數有助於將難降解COD轉化為易於生物降解的COD，並且可以延長第二階段的執行時間，以提高這四個階段的COD去除率。
約50%，說明在無分次處理過程中，調整引數沒有改變出水水質，但降低了化學需氧量（COD）的平均去除率。 在第三階段執行模式下，同時調整執行時間和缺氧區進水比例，改變執行條件，提高COD去除率。 在這四個階段的執行中，無論是時間的延長，還是缺氧區進水比例的增加，都會實現廢水中COD殘留。 採用厭氧-好氧（AO）生化處理工藝改善高含油量有機化工廢水的排放水質，具體如下：處理後的化學需氧量（COD）較原來降低95%;與原始相比，揮發物也減少了 95%;5 d生化需氧量（BOD5）降低992% ;懸浮物比原來減少55%，達到國家規定的廢水排放標準。
3）實驗結論：根據上述實驗內容，得出實驗結論。厭氧反應器用於處理缺氧池好氧池介質沉澱池氧化處理二次沉澱，經過這一系列處理後可減少含油廢水中的汙染物和有害物質，並採用生物降解法降解餾出物和懸浮物，因此採用厭氧好氧（AO）生化處理工藝是可行的。
五、結語
在生化處理工藝之前，需要對含油量高的有機化工廢水進行預處理，這樣可以有效降低廢水中的含油量，對有害物質的去除有很好的效果，從而提高生物降解性。 但是，在生產過程中應更加注意避免汙染物的輸出，達到綠色環保的生產標準，從根本上減少汙染物的排放，進而減輕後期廢水處理的壓力。
總之，生化處理技術能對難降解有機化合物進行有效處理，且操作穩定，處理效果好，操作方便，成本低，適用於化工行業的廣泛應用。 因此，採用厭氧-好氧生化處理工藝是可行的，設定預曝氣可以使廢水混合物更均勻，易於處理，增加pH值可有效去除含油性有機汙染物，且成本低，適合實際應用。
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