混合炸药废水的厌氧处理研究_谢娟

收稿日期:2005-03-29作者简介:谢娟(1968-),女,陕西高陵人,讲师,硕士,主要从事水污染控制方面的研究.文章编号:1673-064X(2005)04-0070-04混合炸药废水的厌氧处理研究Studyonanaerobictreatmentofhybridexplosivewastewater谢娟1,贺延龄2,皇甫浩3(1.西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;2.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;3.长安大学环境科学与工程学院,陕西,西安710054)摘要:对混合炸药废水的一般特性进行了分析,采用生物测试技术对废水的厌氧生化可降解性进行试验研究,同时采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)进行连续厌氧生物处理研究.研究结果表明,该废水氮、磷营养物缺乏,碱度偏低,废水处理时按CODBD、氮、磷为(300～500)∶5∶1的比例添加氮、磷元素.废水厌氧生化降解率为90%,含有的难降解污染物黑索今可通过厌氧方法降解;废水经UASB处理后,出水黑索今浓度低于5.0mg/L,平均去除率为88%;COD去除率约70%,在厌氧反应器运行过程中,应注意出水挥发性脂肪酸VFA浓度的监测.关键词:炸药废水;黑索今;厌氧处理;上流式厌氧污泥床反应器中图分类号:X131.2文献标识码:A火炸药废水成分复杂,毒性突出,排放量大,对它的处理一直是令人关注的研究课题.处理的方法有中和法、吸附法、焚烧法及化学氧化法等.这些方法的缺点是工艺流程复杂,处理费用高,易造成二次污染.因此,生化法被用来处理火炸药废水具有很大的开发潜力.废水中所含的主要污染物黑索今(RDX、1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷、又称环三亚甲基三硝胺)不但影响人类中枢神经,还对肾、胃肠具有毒性.含黑索今废水的处理研究国外有相关报道[1,2],国内尚未有公开报道.1废水来源陕西某研究所生产的主要产品为JH-16,是将黑索今用乳液破坏法黏结造粒制得的白色颗粒,经干燥、筛选后在滚筒中混入石墨,所制得的灰黑色炸药造型粉.其生产线生产废水主要来源于生产母液和洗涤排放水.其主要污染物为乙酸乙酯、黑索今、丙烯丁酯和丙烯腈.污染物浓度较高,其中主要的COD是由于水中溶解的溶剂所导致.受生产周期变化影响水质波动较大.除生产废水外,总排水还包括冷却水、地面和设备洗涤水.2实验方法2.1废水水质测定方法CODCr,TN,TP,SO42-的测定方法参见《水和废水监测分析方法》[3];黑索今浓度(RDX)采用分光光度法测定[4].2.2碳酸氢盐碱度和挥发性脂肪酸的联合滴定[5]离心水样,准确取上清液VmL(其中所含VFA量不超过3mmol)加入250mL烧杯中,准确调节pH至6.5,然后用0.1000mol/L的HCl滴定至pH为3.0,消耗HCl量记作ZmL.将水样转移至磨口烧瓶中,加入几粒玻璃珠,安上回流冷凝管,加热煮沸3min,停止加热,将溶液转移至250mL烧杯中,以0.1000mol/L的NaOH滴定至pH=6.5,消耗的NaOH量记作bmL.则2005年7月第20卷第4期西安石油大学学报(自然科学版)JournalofXi′anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Jul.2005Vol.20No.4VFA=b×CbV×1000(mmol/L)碳酸氢盐碱度=ZCa-bCbV×1000(mmol/L)式中,Ca为标准HCl溶液的浓度,mol/L;Cb为标准NaOH溶液的浓度,mol/L.2.3废水的厌氧可生化性试验废水的厌氧可生化性试验使用间歇式试验方法进行中温(35±1)℃厌氧消化实验.结果以可生化降解的COD占原被测废水COD的百分比表示,简写作BD%.2.3.1试验装置实验装置如图1所示.图1间歇式厌氧消化试验装置2.3.2测试过程与计算方法厌氧可生化性测试在500mL消化瓶中进行.将被测废水(COD控制在3000～8000mg/L)置于反应瓶中,根据废水性质按比例加入营养物质,并加入适量NaHCO3缓冲剂.接种污泥来源于荷兰Paques公司培养的颗粒污泥.按图1安装试验装置.污泥接种量为1.79g/L,该颗粒污泥颜色黑亮,粒度较大,污泥平均粒径2～3mm,且沉降性良好.接种污泥使用前用水缓慢冲洗,以细滤网过滤,除去表面有机物质并用滤纸吸干水分后,测定其总固体含量TS值及挥发性固体含量VS值,计算VS/TS为75%.厌氧可生化测试时间为30d,试验采用一个不含废水样品做空白试验.发酵前测反应瓶中废水的COD,记作COD0.反应结束时测上清液COD,记作COD1,同时测VFA并将其换算为COD,记作CODVFA.COD去除率记作COD%,VFA去除率记作VFA%.废水的可降解性可用下式表示:BD%=1-(CO