化工廢水因種類多、排放量大、濃度高、水質複雜、處理難度大而受到廣泛的關注。對於可生物降解性較好的化工廢水，國內外廣泛採用生物處理工藝。由於兩相厭氧技術具有處理效率高、運行穩定等優點，在各類化工廢水處理中的研究較多。二級好氧技術的第一級以高負荷運行，第二級以低負荷運行，通過互不相關的兩套迴流系統，使第一級和第二級的微生物群體特性不同，有助於有機物的降解。筆者將兩者組合形成兩相厭氧—二級好氧處理技術，通過現場中試確定工藝參數，並應用於高濃度化工廢水處理工程。
方法/步驟
1.1 實驗裝置 兩相厭氧—二級好氧中試裝置設計規模為480L/d。兩相厭氧裝置中的產酸相採用CSTR 反應器，設有攪拌器，產甲烷相採用EGSB 反應器，設有循環系統；二級好氧均採用活性汙泥法，其中一級好氧為高負荷設計，二級好氧為低負荷設計，設有獨立的汙泥迴流系統。
中試裝置工藝流程如圖 1 所示。
中試裝置主要設備規格如表 1 所示。
實驗水質 該化工企業在油漆、塗料、樹脂和高沸點溶劑等產品生產過程中產生高濃度有機廢水。通過檢測發現，廢水中含有多種有機物質，主要有：甲醇、丁內酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、3-己烯酸二甲酯、2-己烯酸二甲酯、三羥甲基丙烷-1，2，3 - 三甲酸三乙酯、辛二酸二甲酯等。此外，企業還有水環真空泵排水、初期雨水、少量廠內生活汙水等低濃度廢水排放。實驗原水為該化工企業高濃度有機廢水經混凝沉澱後與低濃度廢水的混合廢水。實驗原水COD 為5 700~7 400 mg/L，BOD 為2 000~3 000 mg/L，pH 為7.08~8.10。COD 採用國家標準方法測定，pH 採用玻璃電極法測定。
中試結果 2009 年6 月底啟動兩相厭氧裝置，酸化反應器接種汙泥取自一化工廠的水解酸化池，投加量約100 L，產甲烷反應器接種汙泥取自另一化工廠厭氧池，投加量約100 L；啟動初期進水用廢水配置而成，COD 3 000 mg/L 左右，並按m（COD）∶m（N）∶m（P）=200∶5∶1 添加N、P 等營養鹽，控制pH 為7 左右，進水量280 L/h；16 d 後將進水量增加至480 L/d，進水COD 提高到6 000 mg/L 左右，約15 d 後出水COD穩定在2 200~3 000 mg/L。隨後啟動二級好氧裝置，好氧接種汙泥取自該廠原曝氣池，兩相厭氧出水直接進入好氧系統，連續運行1 個月後好氧各項運行參數正常，出水水質穩定。2009 年9 月6 日起進入正常實驗階段。
兩相厭氧系統進出水COD 如圖 2 所示。
實驗期間兩相厭氧平均進水COD 為6 541.2 mg/L，酸化階段平均出水COD 為6 186.8 mg/L，產甲烷階段平均出水COD 為3 071.2 mg/L；酸化階段COD 平均去除率為5.4%，產甲烷階段COD 平均去除率為50.4%，整個兩相厭氧階段COD 平均去除率為53.0%。
二級好氧系統 二級好氧系統進出水COD 如圖 3 所示。
實驗期間二級好氧平均進水COD為3 071.2 mg/L，第一級好氧平均出水COD 為146.1mg/L，第二級好氧平均出水COD 為93.4 mg/L；第一級好氧COD 平均去除率為95.2%，第二級好氧COD平均去除率為36.1%，整個二級好氧系統COD 平均去除率為97.0%。
實驗結果表明：當中試裝置進水溫度維持在20 ℃以上時，溫度變化對兩相厭氧—二級好氧生化系統COD 去除率影響較小，整個生化系統的COD去除率均高於95%。系統出水COD 較穩定，在60~120 mg/L 之間，平均值為93.4 mg/L，尚不能穩定達到江蘇省地方標準《太湖地區城鎮汙水處理廠及重點工業行業主要水汙染物排放限值》（DB 32/T1072—2007）的要求，因此，需要結合深度處理技術，進一步降低水中汙染物。
結論 （1）針對特定的化工廢水，兩相厭氧—二級好氧中試結果表明：當兩相厭氧系統COD 負荷為5.6kg/（m3·d），一級好氧系統COD 負荷為1.47 kg/（m3·d），二級好氧系統COD 負荷為0.035 kg/（m3·d），且廢水溫度高於20 ℃時，兩相厭氧系統平均COD 去除率為53%，二級好氧系統平均COD 去除率為97%，整個兩相厭氧—二級好氧生化系統的平均COD 去除率高於95%。
（2）採用“混凝沉澱+兩相厭氧—二級好氧+深度處理” 的集成工藝應用於高濃度化工廢水處理工程，工程化應用表明：該集成工藝具有處理效果好、耐衝擊、運行穩定、處理成本低的優點，當廢水溫度維持在20 ℃以上時，兩相厭氧—二級好氧生化系統COD 平均去除率達98%以上，再經深度處理後，最終處理出水可以達到DB 32/T 1072—2007 的要求。