摘要：以某石化企业废水为研究对象，通过动态调控运行参数，探究了pH值和温度等环境参数对COD及氨氮去除效率的影响。在pH=6.5～7.5、温度为28℃的最佳条件下，COD和氨氮的去除率提升至83.3％和88.3％，较优化前提升了16.6％、21.3％。通过精准调控环境参数，可显著提升活性污泥法对化工废水的处理效能，研究结果对优化化工废水处理工艺、提升系统稳定性具有重要的参考价值。

　　关键词：化工废水；活性污泥法；pH；温度

　　0引言

　　随着石化工业规模的持续扩张，高浓度有机废水的排放已成为水体污染的重要来源[1-3]。该类废水通常含有石油类、酚类和氰化物等毒性物质，具有COD值高、可生化性差等特点，传统生物处理系统面临严峻的挑战[4]。活性污泥法作为最常用的生化处理技术，其处理效能主要依赖微生物群落的代谢活性[5-7]。pH值、温度等环境参数直接影响微生物的酶活性和群落组成，进而改变污染物的降解效率[8]。本研究聚焦活性污泥法处理某化工废水时COD与氨氮的去除效果，探究pH和温度等环境参数对处理效率的影响。通过优化参数，确定最佳条件为pH=6.5～7.5、温度为28℃。此时，COD和氨氮的去除率提升至83.3％和88.3％，较优化前提升了16.6％、21.3％。通过精准调控环境参数，可显著提升活性污泥法对化工废水的处理效能。

　　1材料与方法

　　1.1实验材料

　　实验用废水取自某石化企业污水处理系统，其初始COD值为1 200 mg/L±50 mg/L，氨氮质量浓度为300 mg/L±20 mg/L。活性污泥样品同样来源于该系统的驯化污泥。接种时，混合液悬浮固体（MLSS）质量浓度为2 600 mg/L。所有样品采集后立即密封保存于4℃环境，并在24 h内完成预处理。

　　1.2检测方法

　　COD浓度采用重铬酸钾法（HJ/T 399—2007）测定，氨氮浓度通过纳氏试剂比色法（GB 7479—87）检测。每个样品设置3次平行实验，取平均值作为检测结果，以降低实验误差。

　　2结果与讨论

　　2.1废水驯化过程及初始处理效果

　　在污泥驯化阶段，该化工废水培养初期3 d内微生物对污染物的降解效率最高。因此，确定以3 d为一个周期开展连续驯化实验。污泥驯化实验期间，每3 d向驯化好的活性污泥中加入按浓度梯度稀释的废水，并移除同体积原废水。同时，通过空气泵持续为活性污泥供氧，连续运行30 d。稳定运行一个月后，对水质进行检测。结果显示，进水COD值约1 200 mg/L，出水COD值超400 mg/L，处理效率为66.7％。氨氮进水质量浓度约300 mg/L，出水质量浓度达99 mg/L左右，降解效率为67.0％。COD出水质量浓度、氨氮出水质量浓度均未达到排放标准，需要对运行参数进行优化，以提升处理效果。原始运行参数如图1、图2所示，可以看出，30 d运行周期内温度在21℃左右波动，水质pH值在7.5～8.5范围内。在该参数环境下，未能充分激活微生物的代谢活性。因此，亟需进行优化调控。

　　2.2运行参数优化及其对处理效果的影响

　　针对性地开展调控实验，将温度与pH值等对生化反应影响关键的环境参数设置为变量。通过精准控制不同温度、pH值的组合工况，持续监测化工废水处理过程中COD、氨氮等污染物降解效率，系统分析参数变化对微生物活性的影响，得到该生化系统处理此类废水的最优环境条件，为工艺全面优化、高效稳定运行提供支持。

　　2.2.1 PH值对降解效率的影响

　　本研究设置pH值为4～10，控制其他条件不变，探究其对废水降解效率的作用，研究结果如表1所示。pH值处于6～8区间时，COD去除率均超60.0％，说明偏中性环境下，活性污泥处理COD的效能受pH干扰小。而pH值为4～5时，COD处理率骤降至20.2％、36.5％，强酸性环境会破坏微生物生存环境，阻碍其代谢活动。在pH值为9～10的碱性条件下，虽处理效果优于强酸性，但过碱仍会对降解过程产生不利影响。可以看出，活性污泥对酸性环境更为敏感。氨氮降解规律与COD具有相似性，pH值为4～9时，氨氮去除率高于COD。pH值为7时，优势最突出。pH值达10时，因碱性抑制了参与氨氮降解的微生物活性，其处理效率反低于COD。

　　由表1可知，中性环境（pH值为6.5～7.5）能让活性污泥微生物充分发挥降解污染物的能力。实际处理化工废水时，将pH值调控在此区间范围内，可以高效去除COD和氨氮。

　　2.2.2温度对降解效率的影响

　　温度是影响石油化工废水降解效率的关键环境参数，对活性污泥中微生物的代谢活性与污染物去除效能具有显著调控作用。低温条件会抑制微生物酶活性，导致代谢速率减缓。而高温则可能破坏微生物细胞结构，甚至引发死亡，进而影响废水处理效果。

　　为探究温度的影响机制，设置15、21、28、33℃四个梯度，考察不同温度下活性污泥对COD和氨氮的降解能力，研究结果如图3、图4所示。可以看出，15℃低温环境下，COD去除率最高，仅为31％，且提升缓慢，污染物降解几乎处于停滞状态。分析认为，与低温抑制硝化细菌的氨单加氧酶活性直接相关。当温度持续增加到33℃时，去除率显著提升至80％以上，且经长期驯化后，28℃与33℃的降解效率趋于一致。随时间增加，各温度组COD处理效率均逐步上升，体现了处理过程的动态变化。对于北方地区来说，维持33℃的能耗成本较高，因此，将28℃确定为最优运行温度。分析认为，温度提升促进降解的机制在于，适当升温可增强酶促反应速率，同时，提高细胞膜的流动性，优化营养物质的跨膜运输效率。

　　2.3最佳参数下的应用效果

　　为明确优化参数对废水处理的实际作用，本研究模拟实际进水工况，设定温度为28℃、pH值为6.5~7.5，开展化工废水95 d驯化实验，追踪污染物降解速率变化，结果如表2、表3所示。当进水COD值为1 200 mg/L时，处理后的出水COD值为200 mg/L，处理效率达83.3％，较优化前提升16.6％。氨氮质量浓度约300 mg/L时，处理后的出水质量浓度为35 mg/L，降解效率达88.3％，较优化前高21.3％。这表明优化参数能显著提升污泥微生物的协同代谢能力，加快污染物降解速度，有效降低出水污染物质量浓度，为工艺高效运行提供关键支撑。

　　3结语

　　通过驯化实验，以3 d为一个运行周期，持续10个周期后监测水质，出水COD值超400 mg/L，处理效率为66.7％。氨氮出水质量浓度为99 mg/L，降解效率为67.0％，两项指标均未达标。

　　为提升处理效果，开展工艺参数优化，重点分析进水pH值与温度等参数的影响。研究发现，pH值稳定在6.5～7.5、温度维持28℃左右时，化工废水的COD和氨氮去除效率显著提升。在最佳工况条件下，化工废水COD和氨氮的去除率分别达到83.3％和88.3％，较原始工艺提升约16.6％、21.3％，验证了关键环境参数优化对提升化工废水生化处理效能的重要性。

参考文献

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