厭氧折流板反應器處理有機磷農(nóng)藥廢水的研究

1、厭氧折流板反響器處理有機磷農(nóng)藥廢水的研究摘要：在有效容積27.6L的厭氧折流板反響器中，處理預處理后的農(nóng)藥中間體甲基氯化物消費廢水，當進水Dr為6421.5g/L、HRT為94h時，Dr的去除率可達68，與廢水75的生化極限接近。反響器的處理效果隨溫度下降而降低，當系統(tǒng)溫度由35下降至25時，反響器的Dr去除率下降12。反響器具有較強的耐濃度沖擊才能，沖擊后完全恢復需20d。關鍵詞：有機磷農(nóng)藥消費廢水厭氧折流板反響器厭氧消化ResearhnAnaerbiBaffledReatrinTreatingrganiPhsphrusPestiideasteaterAbstrat：Ananaerbibaf

2、fledreatrABRithaneffetivevluef27.6LasusedttreatedpestiideinterediateethylhlrideasteaterhihhadbeenpretreatedhenDrftheinfluentas6421.5g/L，HRTas94h，therevaleffiienyfDrreahed68%，hihislsettherevalliitfanaerbibidegradability75%Therevaleffiienyfthereatrreduedastheteperaturedereasedhentheteperaturefthesyste

3、drppedfr35t25，Drrevaleffiienyfthereatrredued12%Thereatrasfstrngladshkresistane，andtheverallreveryfthesysteneeded20daysKeyrds：rganiphsphrus；pestiideasteater；anaerbibaffledreatr；anaerbidigestin厭氧折流板反響器anaerbibaffledreatr，ABR是arty和Bahann等人于1982年提出的一種新型高效厭氧反響器1。ABR中有多個豎立排列的隔板，使其形成一組升流式和降流式的厭氧污泥床。在單個反響室內

4、，水力特性接近于完全混合式，而從整體效果上看，那么近似于推流式，ABR的推流特性使其在處理對細菌有抑制或有毒的物質時具有潛在的優(yōu)勢2-3。但目前利用ABR處理實際的有毒廢水尚報導較少，本研究利用ABR處理有機磷農(nóng)藥中間體甲基氯化物消費廢水，考察了進水濃度，水力停留時間，溫度變化以及濃度沖擊對ABR處理效果的影響。1試驗裝置與工藝流程試驗用厭氧折流板反響器，長寬高=500150500，有效容積27.6L。ABR分為5格反響室，每室由上、下流室組成，另加沉淀室，每格頂部設有導氣口，側部設有取水樣口，整個反響器安置在恒溫水浴內，其溫度通過ZK-03型溫控儀維持在351考察溫度的影響時除外。工藝流程如

5、圖1所示。2實驗水質甲基氯化物是消費絕大多數(shù)硫代磷酸酯農(nóng)藥如甲胺磷、對硫磷、殺螟松等的重要中間體。在甲基氯化物的消費過程中產(chǎn)生大量的堿性廢水，廢水中的甲基氯化物屬難生物降解類，此廢水目前仍沒有實在可行的處理技術。試驗所用的廢水取自湖南某農(nóng)藥廠甲基氯化物消費車間甲醇回收塔殘液，經(jīng)鐵碳內電解十石灰沉磷預處理后稀釋36倍作為ABR的進水。其原廢水和預處理后出水的水質情況見表1。表1甲基氯化物消費廢水及預處理出水水質水樣Dr/(gL-1)pH有機磷/(gL-1)無機磷/(gL-1)硫化物/(gL-1)(BD5)/(Dr)l-/(gL-1)不可生化D占總D的比例/原廢水55456.312.089591.

6、8408.22259.90.107108.830預處理出水20834.910.33777.312.4534.00.30287.5253接種污泥反響器的接種污泥取自某化纖廠污水處理站UASB回流污泥約3/5、某皮革廠厭氧塘污泥約1/5和該農(nóng)藥廠污水總排放口底泥約1/5，混合后放入反響器污泥(VSS)/(SS)=19，經(jīng)50d的共基質葡萄糖培養(yǎng)馴化，污泥的產(chǎn)甲烷活性較好，污泥(VSS)/(SS)上升至35.5。4試驗結果與討論4.1進水濃度、水力停留時間的影響以預處理后的出水稀釋一定的倍數(shù)后，利用蠕動泵進水，測定進、出水的Dr、揮發(fā)酸VFA、碳酸氫堿度H3-、pH值等參數(shù)，試驗考察了進水濃度和水力

7、停留時間HRT對反響器的影響，反響器穩(wěn)定運行時試驗數(shù)據(jù)見表2。表2穩(wěn)定運行時進水濃度及HRT對ABR的影響進水Dr/(gL-1)HRT/hED/出水VFA/(gL-1)第一階段4158.44736920第二階段4038.59457.5680第三階段6421.39456830第四階段8056.59453.62050從表2可以看出，對于難降解的有毒廢水，水力停留時間對ABR處理效果的影響較大，隨停留時間的增大，ABR的處理效果明顯變好，而進水Dr濃度對ED的影響較小，當HRT恒定為94h，進水Dr由4038.5增高至6421.3g/L時，ED僅下降1.5?？紤]到出水揮發(fā)性脂肪酸VFA形成的D極易被

8、后續(xù)的好氧曝氣池降解，將出水VFA830g/L左右換算成已降解的D后，ABR對廢水的Dr去除率ED約到達70左右，這與該廢水75的生化極限接近，因此沒有必要再進一步延長HRT。試驗在進水pH值和反響器溫度根本穩(wěn)定的條件下，選擇HRT和進水Dr濃度二個因素，進展優(yōu)化回歸考察了兩者與反響器去除效果之間的關系。試驗因素與程度變化值見表3。表3試驗因素與程度變化值程度變化值試驗因素Dr/(gL-1)HRT/h上程度-1447下程度+1894零程度0670.5變化區(qū)間223.5試驗得出水力停留時間對處理效果影響的顯著性遠大于進水Dr濃度?；貧w結論：ED()=45.78-7.86Dr(g/L)+0.17H

9、RT(h)+0.073(Dr(g/L)HRT(h)在進水Dr48g/L、HRT4794h的范圍內適用。在實際運用中，可利用優(yōu)化回歸的結論指導運行參數(shù)的選擇。4.2溫度變化的影響在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，維持進水Dr濃度6450g/L左右、進水H3-3420g/L左右、停留時間94h不變，調節(jié)恒溫水浴值為251?？疾鞙囟扔?5下降至25對ABR系統(tǒng)的影響。待其到達平衡后，又恢復水浴溫度，考察其恢復的規(guī)律。結果見圖2。溫度從第95d由35降低至25，第98d的出水可視為全部在25的溫度下進展降解。從圖2可看出，Dr的去除率由55降至38.5，出水揮發(fā)酸由920g/L左右上升至1747.8g/L?？梢姡?/p>

10、在降溫初期，去除率急劇下降，且出水揮發(fā)酸出現(xiàn)積累，可能是產(chǎn)甲烷菌首先受到抑制引起。在反響器運行的101d，當系統(tǒng)適應了調整的溫度后，Dr去除率得到一定的上升，到達43左右，然而較35時仍下降了約12。這與Nahaiyasit等人4在中等負荷以易降解物質為基質時，反響器溫度由35降至25對ABR的去除效率無明顯影響的結論不同?？赏茰y對于有毒難降解廢水，當溫度改變時，ABR系統(tǒng)的處理效果也隨之發(fā)生相應變化，但在一定范圍內不會破壞整個系統(tǒng)。當系統(tǒng)自104d恢復35后，運行5d處理效果即達穩(wěn)定，可見ABR系統(tǒng)對于溫度的變化恢復較為迅速。4.3濃度沖擊的影響系統(tǒng)在恒溫35，停留時間94h條件下，反響器的

11、進水由6426.5g/L上升到10063.5g/L進水24h，此后又恢復6426.5g/L的進水?？疾炝朔错懫髟跐舛葲_擊后的恢復狀況，試驗數(shù)據(jù)見圖3。從圖3可看出系統(tǒng)從沖擊開始到根本恢復大致分為如下四個階段：階段：假穩(wěn)定段110113d，此階段由于停留時間較長，出水Dr值僅有微小增加，VFA與H3-略有下降，整個系統(tǒng)似乎仍處于穩(wěn)定態(tài)，這主要是由反響器的推流特性所決定。階段：產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷抑制段114118d，此段產(chǎn)酸菌與產(chǎn)甲烷菌都嚴重受到抑制，反響器根本上無氣體產(chǎn)生，出水Dr急劇上升，出水的揮發(fā)酸由930g/L降至210g/L左右，出水堿度比進水降低約500g/L，系統(tǒng)的緩沖才能大大減弱。從圖3

12、還可看出，H3-的最低值第117d比出水VFA的最低值第115d晚2d出現(xiàn)，即H3-的變化滯后于VFA約2d。階段：產(chǎn)酸恢復段119122d。根據(jù)廢水厭氧處理的微生物學與生物化學原理，復雜物料的厭氧生物降解可分為水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷四個階段5，每一階段由特定的微生物來完成。由圖3可見，此段出水VFA逐漸升高，而Dr的去除率卻只有少量增加，說明酸化菌與產(chǎn)乙酸菌的活性逐漸恢復。階段：產(chǎn)甲烷恢復段123129d，在產(chǎn)酸菌恢復的過程中，產(chǎn)甲烷菌逐漸恢復，反響器產(chǎn)氣量開始增加，從圖中可以看出，出水VFA大量減少，H3-開始上升，產(chǎn)酸菌與產(chǎn)甲烷菌重新到達平衡，此時系統(tǒng)恢復平衡，Dr的去除率重新到達5

13、5。5結論利用ABR處理有機磷農(nóng)藥廢水，當進水Dr高達6421.3g/L時，Dr的去除率可到達68，與廢水75的生化極限接近。ABR處理甲基氯化物消費廢水時，水力停留時間對系統(tǒng)的影響比進水Dr濃度顯著。系統(tǒng)溫度由35下降到25時，整個系統(tǒng)的Dr去除率下降12左右。反響器內的產(chǎn)甲烷菌首先受到抑制，并受到抑制的程度比產(chǎn)酸菌大。恢復溫度后，系統(tǒng)能較快恢復平衡。經(jīng)濃度沖擊后，系統(tǒng)依次經(jīng)歷假穩(wěn)定段、產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷被抑制段、產(chǎn)酸恢復段、產(chǎn)甲烷恢復段，整個過程約需20d左右。改變系統(tǒng)運行參數(shù)時，出水堿度的變化通常滯后揮發(fā)酸23d，在實際運用中，出水揮發(fā)酸更能表征系統(tǒng)的活性。參考文獻：1BahannA，beardVL，artyPLPerfraneharateristisftheanaerbiballledreatrJatRes，1985，19(1)：991062HltJ，attheRGS，TerzisE.AparativestudyusingtheanaerbibaffledreatrttreataphenliasteaterPr8thinternatinalnfnanaerbidigestin