厭氧折流板反應(yīng)器處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的研究

1、厭氧折流板反應(yīng)器處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的研究             摘要在有效容積27.6L的厭氧折流板反應(yīng)器中，處理預(yù)處理后的農(nóng)藥中間體甲基氯化物生產(chǎn)廢水，當(dāng)進(jìn)水CODcr為6421.5mg/L、HRT為94h時(shí)，CODcr的去除率可達(dá)68，與廢水75的生化極限接近。反應(yīng)器的處理效果隨溫度下降而降低，當(dāng)系統(tǒng)溫度由35下降至25時(shí)，反應(yīng)器的CODcr去除率下降12。反應(yīng)器具有較強(qiáng)的耐濃度沖擊能力，沖擊后完全恢復(fù)需20d。 關(guān)鍵詞有機(jī)磷 農(nóng)藥生產(chǎn)廢水 厭氧折流板反應(yīng)器 厭氧消化

2、Research on Anaerobic Baffled Reactor inTreating Organic Phosphorous Pesticide WastewaterAbstract：An anaerobic baffled reactor（ABR） with an effective volume of 27.6L was used to treated pesticide intermediate methyl chloride wastewater which had been pretreatedWhen CODcr of the influent was 6421.5mg

3、/L，HRT was 94h，the removal efficiency of CODcr reached 68%，which is close to the removal limit of anaerobic biodegradability（75%）The removal efficiency of the reactor reduced as the temperature decreasedWhen the temperature of the system dropped from 35 to 25，CODcr removal efficiency of the reactor

4、reduced 12%The reactor was of strong load shock resistance，and the overall recovery of the system needed 20 daysKey words：organic phosphorous；pesticide wastewater；anaerobic baffled reactor；anaerobic digestion  厭氧折流板反應(yīng)器（anaerobic baffled reactor，ABR）是McCarty和Bachmann等人于1982年提出的一種新型高效厭氧反應(yīng)器1。ABR中有

5、多個(gè)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(gè)反應(yīng)室內(nèi)，水力特性接近于完全混合式，而從整體效果上看，則近似于推流式，ABR的推流特性使其在處理對(duì)細(xì)菌有抑制或有毒的物質(zhì)時(shí)具有潛在的優(yōu)勢(shì)2-3。但目前利用ABR處理實(shí)際的有毒廢水尚報(bào)導(dǎo)較少，本研究利用ABR處理有機(jī)磷農(nóng)藥中間體甲基氯化物生產(chǎn)廢水，考察了進(jìn)水濃度，水力停留時(shí)間，溫度變化以及濃度沖擊對(duì)ABR處理效果的影響。 1 試驗(yàn)裝置與工藝流程 試驗(yàn)用厭氧折流板反應(yīng)器，長(zhǎng)×寬×高=500mm×150mm×500mm，有效容積27.6L。ABR分為5格反應(yīng)室，每室由上、下流室組成，另加沉淀室，

6、每格頂部設(shè)有導(dǎo)氣口，側(cè)部設(shè)有取水樣口，整個(gè)反應(yīng)器安置在恒溫水浴內(nèi)，其溫度通過(guò)WMZK-03型溫控儀維持在35±1（考察溫度的影響時(shí)除外）。工藝流程如圖1所示。 2 實(shí)驗(yàn)水質(zhì) 甲基氯化物是生產(chǎn)絕大多數(shù)硫代磷酸酯農(nóng)藥（如甲胺磷、對(duì)硫磷、殺螟松等）的重要中間體。在甲基氯化物的生產(chǎn)過(guò)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(lèi)，此廢水目前仍沒(méi)有切實(shí)可行的處理技術(shù)。試驗(yàn)所用的廢水取自湖南某農(nóng)藥廠甲基氯化物生產(chǎn)車(chē)間甲醇回收塔殘液，經(jīng)鐵碳內(nèi)電解十石灰沉磷預(yù)處理后稀釋36倍作為ABR的進(jìn)水。其原廢水和預(yù)處理后出水的水質(zhì)情況見(jiàn)表1。 表1 甲基氯化物生產(chǎn)廢水及預(yù)處理出水水質(zhì)3 接種污泥 反

7、應(yīng)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），混合后放入反應(yīng)器（污泥m(VSS)/m(SS)=19），經(jīng)50d的共基質(zhì)（葡萄糖）培養(yǎng)馴化，污泥的產(chǎn)甲烷活性較好，污泥m(VSS)/m(SS)上升至35.5。 4 試驗(yàn)結(jié)果與討論 4.1 進(jìn)水濃度、水力停留時(shí)間的影響以預(yù)處理后的出水稀釋一定的倍數(shù)后，利用蠕動(dòng)泵進(jìn)水，測(cè)定進(jìn)、出水的CODcr、揮發(fā)酸（VFA）、碳酸氫堿度（HCO3-）、pH值等參數(shù)，試驗(yàn)考察了進(jìn)水濃度和水力停留時(shí)間（HRT）對(duì)反應(yīng)器的影響，反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。 表2 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)進(jìn)水濃

8、度及HRT對(duì)ABR的影響表3 試驗(yàn)因素與水平變化值水平變化值試驗(yàn)因素CODcr/(g·L-1)HRT/h上水平（-1）447下水平（+1）894零水平（0）670.5變化區(qū)間（）223.5試驗(yàn)得出水力停留時(shí)間對(duì)處理效果影響的顯著性遠(yuǎn)大于進(jìn)水CODcr濃度?；貧w結(jié)論：ECOD()=45.78-7.86CODcr(g/L)+0.17HRT(h)+0.073(CODcr(g/L)HRT(h)（在進(jìn)水CODcr48g/L、HRT4794h的范圍內(nèi)適用）。在實(shí)際運(yùn)用中，可利用優(yōu)化回歸的結(jié)論指導(dǎo)運(yùn)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(shí)，維持進(jìn)水CODcr濃度6450mg/L左

9、右、進(jìn)水HCO3-3420mg/L左右、停留時(shí)間94h不變，調(diào)節(jié)恒溫水浴值為25±1?？疾鞙囟扔?5下降至25對(duì)ABR系統(tǒng)的影響。待其達(dá)到平衡后，又恢復(fù)水浴溫度，考察其恢復(fù)的規(guī)律。結(jié)果見(jiàn)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(jìn)行降解。從圖2可看出，CODcr的去除率由55降至38.5，出水揮發(fā)酸由920mg/L左右上升至1747.8mg/L?？梢?jiàn)，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。在反應(yīng)器運(yùn)行的101d，當(dāng)系統(tǒng)適應(yīng)了調(diào)整的溫度后，CODcr去除率得到一定的回升，達(dá)到43左右，然而較35時(shí)仍下降了約

10、12。這與Nachaiyasit等人在中等負(fù)荷以易降解物質(zhì)為基質(zhì)時(shí)，反應(yīng)器溫度由35降至25對(duì)ABR的去除效率無(wú)明顯影響的結(jié)論不同?？赏茰y(cè)對(duì)于有毒難降解廢水，當(dāng)溫度改變時(shí)，ABR系統(tǒng)的處理效果也隨之發(fā)生相應(yīng)變化，但在一定范圍內(nèi)不會(huì)破壞整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)自104d恢復(fù)35后，運(yùn)行5d處理效果即達(dá)穩(wěn)定，可見(jiàn)ABR系統(tǒng)對(duì)于溫度的變化恢復(fù)較為迅速。4.3 濃度沖擊的影響系統(tǒng)在恒溫35，停留時(shí)間94h條件下，反應(yīng)器的進(jìn)水由6426.5mg/L上升到10063.5mg/L進(jìn)水24h，此后又恢復(fù)6426.5mg/L的進(jìn)水。考察了反應(yīng)器在濃度沖擊后的恢復(fù)狀況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3。 從圖3可看出系統(tǒng)從沖擊開(kāi)始到基本恢

11、復(fù)大致分為如下四個(gè)階段：階段：假穩(wěn)定段（110113d），此階段由于停留時(shí)間較長(zhǎng)，出水CODcr值僅有微小增加，VFA與HCO3-略有下降，整個(gè)系統(tǒng)似乎仍處于穩(wěn)定態(tài)，這主要是由反應(yīng)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(yán)重受到抑制，反應(yīng)器基本上無(wú)氣體產(chǎn)生，出水CODcr急劇上升，出水的揮發(fā)酸由930mg/L降至210mg/L左右，出水堿度比進(jìn)水降低約500mg/L，系統(tǒng)的緩沖能力大大減弱。從圖3還可看出，HCO3-的最低值（第117d）比出水VFA的最低值（第115d）晚2d出現(xiàn)，即HCO3-的變化滯后于VFA約2d。階段：產(chǎn)酸恢復(fù)段（11912

12、2d）。根據(jù)廢水厭氧處理的微生物學(xué)與生物化學(xué)原理，復(fù)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(gè)階段，每一階段由特定的微生物來(lái)完成。由圖3可見(jiàn)，此段出水VFA逐漸升高，而CODcr的去除率卻只有少量增加，表明酸化菌與產(chǎn)乙酸菌的活性逐漸恢復(fù)。階段：產(chǎn)甲烷恢復(fù)段（123129d），在產(chǎn)酸菌恢復(fù)的過(guò)程中，產(chǎn)甲烷菌逐漸恢復(fù)，反應(yīng)器產(chǎn)氣量開(kāi)始增加，從圖中可以看出，出水VFA大量減少，HCO3-開(kāi)始上升，產(chǎn)酸菌與產(chǎn)甲烷菌重新達(dá)到平衡，此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)平衡，CODcr的去除率重新達(dá)到55。          5 結(jié)論 利

13、用ABR處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，當(dāng)進(jìn)水CODcr高達(dá)6421.3mg/L時(shí)，CODcr的去除率可達(dá)到68，與廢水75的生化極限接近。ABR處理甲基氯化物生產(chǎn)廢水時(shí)，水力停留時(shí)間對(duì)系統(tǒng)的影響比進(jìn)水CODcr濃度顯著。系統(tǒng)溫度由35下降到25時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的CODcr去除率下降12左右。反應(yīng)器內(nèi)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(fù)溫度后，系統(tǒng)能較快恢復(fù)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(fù)段、產(chǎn)甲烷恢復(fù)段，整個(gè)過(guò)程約需20d左右。改變系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)時(shí)，出水堿度的變化通常滯后揮發(fā)酸23d，在實(shí)際運(yùn)用中，出水揮發(fā)酸更能表征系統(tǒng)的活性。 參考文獻(xiàn)：1Bach

14、mann A，beard VL，McCarty PLPerformance characteristics of the anaerobic ballled reactorJWat Res，1985，19(1)：99106Holt C J，Matthew R G S，Terzis E.A comparative study using the anaerobic baffled reactor to treat a phenolic wastewaterProc 8th international conf on anaerobic digestionCSendi Japan，1997(2)：4047戴友芝，施漢昌，等有