两种生物膜法提升农药废水生化处理的应用研究
时间：2021-02-08 08:01:51 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 为了提升农药废水A/O悬浮工艺生化处理能力，使用悬挂型和流化态两种载体生物膜进行升级改造，水质考核指标为COD和氨氮，结果显示：生物膜法改造后出水水质显著好于A/O悬浮工艺，出水COD两种载体都能达标，但是出水氨氮流化态载体比悬挂型载体更稳定达标。
关键词 农药废水;生化处理;A/O悬浮工艺;悬挂型生物膜载体;流化态生物膜载体
中图分类号：X786 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.32.072
农药生产工艺复杂、副反应多、产品收率低，因此废水排放量大，全国农药工业每年排放废水约3亿立方米[1]，化学耗氧量COD超过10万吨[2]。农药废水是一种难治理的高浓度有毒有机废水，具有以下3个特点。1）COD浓度高，总氮、总磷浓度也很高。2）污染物成分复杂且毒性大，难进行生物降解。3）受市场需求的影响，生产废水的水质和水量均不稳定[3]。
农药废水治理技术有物理法、化学法和生物法等，前两者主要作为预处理技术或者生化后的深度处理技术，后者是主要的低成本处理技术[4-6]。生物法主要分为活性污泥法和生物膜法，前者改进的A/O或A/A/O工艺具有较好的除碳脱氮效果，但是负荷低、出水水质不稳定[7-8]，后者具有比表面结大、容积负荷高、生物量高、去除率高、抗冲击性能好、污泥产率低、无污泥膨胀、运行管理方便和成本低等特点，非常适合悬浮生长活性污泥法的升级。胡志鹏[9]报道利用生物膜法处理菊酯类、杂环类综合农药废水，进水COD为6 810 mg·L-1、3 130 mg·L-1、1 890 mg·L-1时，处理24 h后COD去除率分别达到24.8%、43.5%、53.4%。毛毓琴等[10]报道生物接触氧化法处理甲胺磷生产废水，循环曝气工艺周期为24 h，其中曝气22.5 h、澄清1 h、排水0.5 h，COD进水937～1 552 mg·L-1，出水61～304 mg·L-1，去除率80%～95%。王欲晓等[8]报道利用MBBR载体提升炼油废水氨氮处理能力，氨氮进水11～20 mg·L-1，出水小于5 mg·L-1，平均去除率约75%。郑永鑫等[11]报道利用改良的A2/O工艺处理农药废水，氨氮进水平均43 mg·L-1，出水平均4.7 mg·L-1，去除率88%。
利用悬挂型组合载体和流化态载体（如图1所示）改造农药废水生化处理的A/O悬浮工艺，目的是提升预处理（蒸发除盐+高级氧化+混凝）后生化曝气池的容积负荷且稳定达标。
1 水样和工艺
废水来自农药厂经水解酸化后的调节池，进水COD和氨氮范围分别为2 500～3 500 mg·L-1、150～250 mg·L-1，平均为3 000 mg·L-1和200 mg·L-1，出水达到管网接纳标准COD和氨氮分别为500 mg·L-1和35 mg·L-1。废水生化处理厌氧为水解酸化+UASB，曝气为三级AO，悬挂型组合载体和流化态载体填充到O段。水量起始阶段小于800 m3·d-1，稳定后增加到1 200 m3·d-1。COD和氨氮的分析分别采用重铬酸钾法和纳氏试剂分光光度法。
2 结果与讨论
2.1 结果
如图2所示，在改造第1阶段生化进水COD在2 500～3 500 mg·L-1，平均3 000 mg·L-1，悬浮活性污泥法出水COD波动范围较大，最高达701 mg·L-1，最低为323 mg·L-1，平均511 mg·L-1。两种生物膜载体出水COD低于500 mg·L-1，与悬挂型载体出水相比，流化态载体的出水效果更好，30 d内稳定达标，而悬挂型载体在20～27 d时出水波动大，但是仍然达标。在改造第2阶段，生化系统趋于稳定，悬浮活性污泥法出水基本达标，但是有时也会超标。两种生物膜载体技术出水COD都低于500 mg·L-1，出水效果都很好，稳定达标。
如图3所示，在改造第1阶段，生化进水氨氮在150～250 mg·L-1，悬浮活性污泥法和悬挂型载体的出水氨氮都高于100 mg·L-1，不能达到35 mg·L-1的标准，而流化态载体生物膜的出水氨氮从第10天开始低于35 mg·L-1，但是22 d后受到冲击。第2阶段流化态载体的出水从第3天开始全部达到低于35 mg·L-1的标准，但是悬挂型载体的出水从第15天开始才接近35 mg·L-1的标准。
2.2 讨论
两阶段COD平均去除率A/O悬浮分别为81.29%和86.32%，悬挂型载体分别为90.06%和91.42%，流化态载体分别为93.73%和93.68%。两阶段氨氮去除率A/O悬浮分别为22.87%和31.64%，悬挂型载体分别为23.59%和55.42%%，流化态载体分别为68.97%和90.21%。生物膜技术显著优于悬浮活性污泥。唐婧艳等[12]报道物化和生物法组合工艺可用于处理农药车间废水，物化预处理废水经水解酸化进入好氧，COD进水平均为4 900 mg·L-1，两级好氧去除率分别为43%和86%，总去除率92%;氨氮进水平均25 mg·L-1，两级曝气工段出水分别20 mg·L-1和3 mg·L-1，去除率分别为20%和85%，总去除率88%。李舵等[13]报道采用蒸馏-Fenton氧化后的两级接触氧化-反硝化-硝化-絮凝沉淀组合工艺可用于处理高氨氮农药废水，设计COD进水5 000 mg·L-1，一级接触氧化去除率70%;二级接触氧化去除率67%;总去除率90%。硝态氮反硝化池进水1 100 mg·L-1，去除率超过90%;氨氮硝化池进水1 100 mg·L-1，去除率超过95%。结果生化出水COD低于500 mg·L-1，氨氮低于35 mg·L-1。
3 结论
生物膜法可以有效提升曝气池悬浮活性污泥法的COD和氨氮去除能力。A/O悬浮工艺出水水质波动大，很难稳定达标。两种生物膜工艺出水水质显著好于悬浮工艺，COD都能达标，但是流化态载体的出水氨氮比悬挂型载体更稳定达标。
参考文献：
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