3、預處理方法

　　前已說過，馴化是生物處理法中應對毒物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的，毒物濃度超過極限允許濃度時就需要一定的預處理。目前，預處理法主要有稀釋法、轉化法和分離法。

　　3.1　稀釋法來源：考試大

　　污水中的毒物之所以成為毒物，是與其濃度有關的。當其濃度超過某一極限允許濃度時，毒物就成為毒物；在極限允許濃度以下時，毒物就不表現出毒性甚至成為營養。當廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允許濃度時，為保證生物處理的正常進行，可采用簡單的稀釋法，將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下。

　　根據廢水中毒物的穩定或非穩定性質，結合實際情況，可采取3種不同的稀釋法：污水稀釋法，處理出水稀釋法，清水稀釋法。

　　（1）污水稀釋法。不同的污水中所含的物質不同，將它們混合起來，彼此稀釋，可將毒物濃度降低到極限允許濃度以下，這便是污水稀釋法。它最簡單、最經濟，是首選方法，不論毒物的性質是穩定或非穩定均適用。少量的工業廢水混入大量的城市污水中，幾乎所有的毒物濃度都會被降低到極限允許濃度以下。但是，少量的工業廢水彼此間混合后，毒物濃度仍有可能在極限允許濃度以上，仍需繼續采取其它措施。

　　污水稀釋法除了上面所說的不同單位所排廢水之間的大稀釋外，還有同一工廠不同車間所排廢水之間的小稀釋。比如，制革工廠中，脫毛工段所排的灰堿廢水中S2-的濃度高達1 000 mg/L以上，但脫毛工段所排的灰堿廢水只占全廠總排水量的5%左右，只要建一較大的調節池（停留時間HRT一般在12 h左右），不同工段所排廢水在此攪拌混合后，總出水中S2-的濃度便可降低到100 mg/L以下。這對后續處理非常有利。

　　（2）處理出水稀釋法。這種方法只適用于廢水中的毒物為非穩定這一單一情況。處理出水稀釋法又有兩種：①曝氣池池型采用完全混合式；②處理出水回流稀釋法。出于經濟方面的考慮，方法①應是首選。

　　實例：制革廢水中S2-的存在對生物處理具有極大的危害，生物處理的極限允許濃度為30 mg/L.制革廢水經調節池調節稀釋后，進入曝氣池時S2-仍然在50 mg/L 以上。以前，許多設計單位主張采用分隔處理，即先把灰堿廢水單獨進行脫S預處理，把進水中的S2-降低到30 mg/L以下，再進行綜合處理。有經驗表明，可采用處理出水稀釋法來消除S2-對生物處理的影響，不需要進行分隔處理，而直接進行綜合處理。東南大學設計的南京制革廠廢水處理站，采用的處理流程為調節池→初沉池→生物處理，生物處理采用的是氧化溝，該氧化溝溝寬6 m，有效水深3 m，溝內水流平均流速0.4 m/s，做如下兩個假定：①廢水進入氧化溝后經過1周的循環，其中的S2-經曝氣氧化后全被去除（被氧化成單體硫或硫代硫酸鹽）；②廢水一進入氧化溝后，橫向擴散很好，橫斷面上各點水質完全相同。按S2- 的極限允許濃度30 mg/L進行計算，理論上可得該氧化溝進水S2-的最大允許濃度為 7776 mg/L.從30 mg/L到7776 mg/L可以看出稀釋法的巨大作用。當然，在實際運行中①，②兩條假定不可能完全做到，故實際進水最大允許濃度遠遠不能達到7776 mg /L.根據該廠長達12年的穩定運行經驗表明，在調節池出水S2-不超過100 mg/L 的情況下，S2-對氧化溝的穩定運行是完全沒有影響的，而且氧化溝出水S2-始終在排放標準1 mg/L以下。這是稀釋法成功應用的一個例子。

　　（3）清水稀釋法。這種方法只有在廢水中的毒物為穩定性毒物，不能采用處理出水稀釋，工廠內部及其附近又沒有其它廢水可以用來稀釋它，而且這種毒物又不能采用分離法或轉化法去除時才能使用。這是由于①這種方法的不經濟性。采用清水稀釋本身就要花費大量的水費；原水采用大量的清水稀釋后，處理投資和運行費都要增加。②隨著環境管理的加強，已由濃度排放控制過渡到排放總量控制。

　　實例：南京某石化公司化工二廠廢水處理站，進水COD為6 000 mg/L，但同時含有CaCl 250 000 mg/L，如此高的鹽度將會極大地抑制生物處理的正常運行，所以在生物處理之前必須對鹽加以適當處理。考慮到生物處理對CaCl2無去除或轉化作用，其它的分離或轉化方法又不經濟，該廠地處郊區，附近無其它工廠或本廠的另類廢水可利用來稀釋，故設計單位與甲方商量后采用了清水稀釋法，即將原水加清水稀釋10倍，將CaCl2濃度降為5 000 mg/L后，再進行深井曝氣法處理，取得了滿意的效果。

　　3.2　轉化法

　　化學物質只有在特定的情況下才會表現毒性，比如，硝基苯毒性較大，轉化為苯胺后，毒性就大為降低。Cr6+的毒性很大，可是被還原為Cr3+后，毒性就大為降低。所以，可以通過化學方法，將有機廢水中的毒物轉化為無毒或毒性較低的物質，以保證生物處理的正常進行。這種方法對穩定性毒物或非穩定性毒物均適用。采用這種方法一定要注意兩個問題：①轉化后，穩定性毒物的濃度必須在生物處理極限允許濃度以下，非穩定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運行；②最終出水中，毒物濃度也應滿足排放標準。

　　實例：化工廢水中的硝基苯是一種毒性較大，可生化性較差的物質。直接對它進行生物處理，由于毒物負荷的限制，使得生化曝氣池的BOD負荷極低，效率不高。故絕大多數工程在廢水進入曝氣池之前進行預處理，用化學法（比如亞鐵還原）將硝基苯轉化為苯胺，苯胺與硝基苯相比，其毒性大為降低，而且可生化性大幅提高，使曝氣池BOD負荷大大提高。

　　3.3　分離法

　　利用分離的手段，將廢水中的毒物轉移到氣相或固相中去，以保證廢水生物處理的正常運轉，這便是分離法的原理。此法對穩定性或非穩定性毒物均適用。采用這種方法時應注意如下幾點：①分離后，廢水中穩定性毒物濃度必須在生物處理的極限允許濃度之下，非穩定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運行；②必須保證最終出水各項指項（包括毒物）達到國家排放標準；③轉移到氣相或固相的毒物必須進行妥善處理，不允許出現二次污染。

　　實例：制革廢水中S2-是一種毒物，我們可以向廢水中投加Fe2+使之形成FeS沉淀去除，出水可以直接進行生物處理而不受S2-的影響，沉淀的FeS可以送去制磚或進行填埋處理；亦可以向廢水中加酸，將廢水中的S2-形成H2S吹脫到空氣中去，用NaOH吸收后形成Na2S再回用于制革生產。

　　4、結語

　　為保證生物處理的正常進行，可采用的消除毒物影響的措施是很多的，如何從繁多的方法措施中選擇一個最佳方案，是一個全系統優化課題。優化的原則是：①廢水中各項指標（包括毒物）必須達到國家排放標準；②必須保證生物處理的正常運行；③在此基礎上，應努力追求工藝流程簡單、投資省、運行費用低、無二次污染以及管理方便。

　　實例一：制革工廠中，灰堿廢水中含有大量的S2-.為消除S2-的影響，可采用的措施有如下幾條：①采用分隔處理，向廢水中投加MnSO4，曝氣，將廢水中的S2- 氧化成單體硫或硫代硫酸鹽；②采用分隔處理，向廢水中投加Fe2+，使之形成FeS沉淀而去除；③采用分隔處理，向廢水中投加酸，使之形成H2S，再用NaOH吸收；④綜合處理，向廢水中投加MnSO4，曝氣，將廢水中的S2-氧化成單體硫或硫代硫酸鹽；⑤綜合處理，向廢水中投加Fe2+，使之形成FeS沉淀而去除；⑥其它方法。在這么多的方法中，東南大學經過多年的探索，最終總結出一條最佳工藝方案：不進行分隔處理，直接進行綜合處理，調節池的HRT延長到12 h，攪拌混合后，可將廢水中的S2-降低到100 mg/L以下，初沉后，曝氣池采用完全混和型的氧化溝，可直接消除S2-的影響并將其去除。國內數十項此類工程的實際運行經驗表明：這套綜合措施是完全可行的。

　　實例二：南京某煉油廠某股廢水中，COD為3000 mg/L，NH3-N 200 mg/L，S2-150 mg/L.S2-的濃度已經超過生物處理的極限允許濃度，故在進行生物處理之前必須先解決好S2-的問題。在確定廢水處理工藝流程.這種方法就本段來看是完全可行的，但因該廢水中HN3-N濃度較高，必須采用A/O法進行處理，被氧化過的S進入A/O段后，處理池中的厭氧環境又會將S還原為S2-，其毒性又恢復釋放出來，必將破壞生物處理的正常運行。故采用這種方法從全流程上來看是不行的。最終選定的方案是采用投加Fe鹽沉淀去除的方法。