厌氧折流板反应器处理有机磷农药废水的研究

1、厌氧折流板反响器处理有机磷农药废水的研究摘要：在有效容积27.6L的厌氧折流板反响器中，处理预处理后的农药中间体甲基氯化物消费废水，当进水Dr为6421.5g/L、HRT为94h时，Dr的去除率可达68，与废水75的生化极限接近。反响器的处理效果随温度下降而降低，当系统温度由35下降至25时，反响器的Dr去除率下降12。反响器具有较强的耐浓度冲击才能，冲击后完全恢复需20d。关键词：有机磷农药消费废水厌氧折流板反响器厌氧消化ResearhnAnaerbiBaffledReatrinTreatingrganiPhsphrusPestiideasteaterAbstrat：Ananaerbibaf

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

3、drppedfr35t25，Drrevaleffiienyfthereatrredued12%Thereatrasfstrngladshkresistane，andtheverallreveryfthesysteneeded20daysKeyrds：rganiphsphrus；pestiideasteater；anaerbibaffledreatr；anaerbidigestin厌氧折流板反响器anaerbibaffledreatr，ABR是arty和Bahann等人于1982年提出的一种新型高效厌氧反响器1。ABR中有多个竖立排列的隔板，使其形成一组升流式和降流式的厌氧污泥床。在单个反响室内

4、，水力特性接近于完全混合式，而从整体效果上看，那么近似于推流式，ABR的推流特性使其在处理对细菌有抑制或有毒的物质时具有潜在的优势2-3。但目前利用ABR处理实际的有毒废水尚报导较少，本研究利用ABR处理有机磷农药中间体甲基氯化物消费废水，考察了进水浓度，水力停留时间，温度变化以及浓度冲击对ABR处理效果的影响。1试验装置与工艺流程试验用厌氧折流板反响器，长宽高=500150500，有效容积27.6L。ABR分为5格反响室，每室由上、下流室组成，另加沉淀室，每格顶部设有导气口，侧部设有取水样口，整个反响器安置在恒温水浴内，其温度通过ZK-03型温控仪维持在351考察温度的影响时除外。工艺流程如

5、图1所示。2实验水质甲基氯化物是消费绝大多数硫代磷酸酯农药如甲胺磷、对硫磷、杀螟松等的重要中间体。在甲基氯化物的消费过程中产生大量的碱性废水，废水中的甲基氯化物属难生物降解类，此废水目前仍没有实在可行的处理技术。试验所用的废水取自湖南某农药厂甲基氯化物消费车间甲醇回收塔残液，经铁碳内电解十石灰沉磷预处理后稀释36倍作为ABR的进水。其原废水和预处理后出水的水质情况见表1。表1甲基氯化物消费废水及预处理出水水质水样Dr/(gL-1)pH有机磷/(gL-1)无机磷/(gL-1)硫化物/(gL-1)(BD5)/(Dr)l-/(gL-1)不可生化D占总D的比例/原废水55456.312.089591.

6、8408.22259.90.107108.830预处理出水20834.910.33777.312.4534.00.30287.5253接种污泥反响器的接种污泥取自某化纤厂污水处理站UASB回流污泥约3/5、某皮革厂厌氧塘污泥约1/5和该农药厂污水总排放口底泥约1/5，混合后放入反响器污泥(VSS)/(SS)=19，经50d的共基质葡萄糖培养驯化，污泥的产甲烷活性较好，污泥(VSS)/(SS)上升至35.5。4试验结果与讨论4.1进水浓度、水力停留时间的影响以预处理后的出水稀释一定的倍数后，利用蠕动泵进水，测定进、出水的Dr、挥发酸VFA、碳酸氢碱度H3-、pH值等参数，试验考察了进水浓度和水力

7、停留时间HRT对反响器的影响，反响器稳定运行时试验数据见表2。表2稳定运行时进水浓度及HRT对ABR的影响进水Dr/(gL-1)HRT/hED/出水VFA/(gL-1)第一阶段4158.44736920第二阶段4038.59457.5680第三阶段6421.39456830第四阶段8056.59453.62050从表2可以看出，对于难降解的有毒废水，水力停留时间对ABR处理效果的影响较大，随停留时间的增大，ABR的处理效果明显变好，而进水Dr浓度对ED的影响较小，当HRT恒定为94h，进水Dr由4038.5增高至6421.3g/L时，ED仅下降1.5。考虑到出水挥发性脂肪酸VFA形成的D极易被

8、后续的好氧曝气池降解，将出水VFA830g/L左右换算成已降解的D后，ABR对废水的Dr去除率ED约到达70左右，这与该废水75的生化极限接近，因此没有必要再进一步延长HRT。试验在进水pH值和反响器温度根本稳定的条件下，选择HRT和进水Dr浓度二个因素，进展优化回归考察了两者与反响器去除效果之间的关系。试验因素与程度变化值见表3。表3试验因素与程度变化值程度变化值试验因素Dr/(gL-1)HRT/h上程度-1447下程度+1894零程度0670.5变化区间223.5试验得出水力停留时间对处理效果影响的显著性远大于进水Dr浓度。回归结论：ED()=45.78-7.86Dr(g/L)+0.17H

9、RT(h)+0.073(Dr(g/L)HRT(h)在进水Dr48g/L、HRT4794h的范围内适用。在实际运用中，可利用优化回归的结论指导运行参数的选择。4.2温度变化的影响在系统处于稳定状态时，维持进水Dr浓度6450g/L左右、进水H3-3420g/L左右、停留时间94h不变，调节恒温水浴值为251。考察温度由35下降至25对ABR系统的影响。待其到达平衡后，又恢复水浴温度，考察其恢复的规律。结果见图2。温度从第95d由35降低至25，第98d的出水可视为全部在25的温度下进展降解。从图2可看出，Dr的去除率由55降至38.5，出水挥发酸由920g/L左右上升至1747.8g/L。可见，

10、在降温初期，去除率急剧下降，且出水挥发酸出现积累，可能是产甲烷菌首先受到抑制引起。在反响器运行的101d，当系统适应了调整的温度后，Dr去除率得到一定的上升，到达43左右，然而较35时仍下降了约12。这与Nahaiyasit等人4在中等负荷以易降解物质为基质时，反响器温度由35降至25对ABR的去除效率无明显影响的结论不同。可推测对于有毒难降解废水，当温度改变时，ABR系统的处理效果也随之发生相应变化，但在一定范围内不会破坏整个系统。当系统自104d恢复35后，运行5d处理效果即达稳定，可见ABR系统对于温度的变化恢复较为迅速。4.3浓度冲击的影响系统在恒温35，停留时间94h条件下，反响器的

11、进水由6426.5g/L上升到10063.5g/L进水24h，此后又恢复6426.5g/L的进水。考察了反响器在浓度冲击后的恢复状况，试验数据见图3。从图3可看出系统从冲击开始到根本恢复大致分为如下四个阶段：阶段：假稳定段110113d，此阶段由于停留时间较长，出水Dr值仅有微小增加，VFA与H3-略有下降，整个系统似乎仍处于稳定态，这主要是由反响器的推流特性所决定。阶段：产酸、产甲烷抑制段114118d，此段产酸菌与产甲烷菌都严重受到抑制，反响器根本上无气体产生，出水Dr急剧上升，出水的挥发酸由930g/L降至210g/L左右，出水碱度比进水降低约500g/L，系统的缓冲才能大大减弱。从图3

12、还可看出，H3-的最低值第117d比出水VFA的最低值第115d晚2d出现，即H3-的变化滞后于VFA约2d。阶段：产酸恢复段119122d。根据废水厌氧处理的微生物学与生物化学原理，复杂物料的厌氧生物降解可分为水解、酸化、产乙酸、产甲烷四个阶段5，每一阶段由特定的微生物来完成。由图3可见，此段出水VFA逐渐升高，而Dr的去除率却只有少量增加，说明酸化菌与产乙酸菌的活性逐渐恢复。阶段：产甲烷恢复段123129d，在产酸菌恢复的过程中，产甲烷菌逐渐恢复，反响器产气量开始增加，从图中可以看出，出水VFA大量减少，H3-开始上升，产酸菌与产甲烷菌重新到达平衡，此时系统恢复平衡，Dr的去除率重新到达5

13、5。5结论利用ABR处理有机磷农药废水，当进水Dr高达6421.3g/L时，Dr的去除率可到达68，与废水75的生化极限接近。ABR处理甲基氯化物消费废水时，水力停留时间对系统的影响比进水Dr浓度显著。系统温度由35下降到25时，整个系统的Dr去除率下降12左右。反响器内的产甲烷菌首先受到抑制，并受到抑制的程度比产酸菌大。恢复温度后，系统能较快恢复平衡。经浓度冲击后，系统依次经历假稳定段、产酸与产甲烷被抑制段、产酸恢复段、产甲烷恢复段，整个过程约需20d左右。改变系统运行参数时，出水碱度的变化通常滞后挥发酸23d，在实际运用中，出水挥发酸更能表征系统的活性。参考文献：1BahannA，beardVL，artyPLPerfraneharateristisftheanaerbiballledreatrJatRes，1985，19(1)：991062HltJ，attheRGS，TerzisE.AparativestudyusingtheanaerbibaffledreatrttreataphenliasteaterPr8thinternatinalnfnanaerbidigestin