高盐度硝基氯苯生产废水的生化处理

第34卷第3期2009年3月上海化工ShanghaiChemicalIndustry环境保护高盐度硝基氯苯生产废水的生化处理陈熙张明郭怡雯华东师范大学环境科学系（上海200062）摘要以南京化工厂提供的高盐度硝基氯苯生产废水为主要研究对象，通过实验室的小试研究，设置好氧－厌氧的处理模式，对高盐度硝基氯苯废水生化处理的最佳参数提供了试验依据。试验结果，处理前稀释的最佳倍数为3倍，此时的盐度适宜活性污泥中的微生物生长；好氧－兼氧处理使污水的毒性降低，可生化性提高；试验中还得到，好氧SBR的最佳曝气时间为9.5h。外加碳源可以增加污泥浓度，改善活性污泥的结构和性状，从而提高COD的去除率，使出水水质达标。关键字高盐度硝基氯苯生化处理中图分类号TQ242.10前言硝基氯苯（Chloronitrobenzenes）是一类含氯含硝基芳香烃化合物，广泛用作医药、染料和农药生产的中间体。但是在硝基氯苯生产过程中要排出大量废水，废水中有机物含量很高，包括硝基氯苯、硝基酚、氯苯、硫酸、硝酸等，其中硝基氯苯量最大，毒性也较大，可通过皮肤吸收进入人体，其蒸汽可经呼吸道侵入体内，对人体的造血系统和神经系统造成伤害，引发中毒。因此，人们对硝基氯苯生产废水的污染问题及其在环境中的归宿问题也越来越重视。有关硝基氯苯生产废水处理的研究报道很少，该废水可生化性差，应用常规的好氧处理方法出水难以达标。但已有的研究表明，硝基氯苯在厌氧共代谢的作用下可相继转化为氯代乙酰苯胺，同时也发现Pseud.putida和Rhodococcus共培养物在外加碳源条件下可矿化3-氯硝基苯和4-氯硝基苯，这似乎表明硝基氯苯生产废水是可以用生化法进行处理的。为了探索硝基氯苯生产废水的生化处理方法，对该废水的处理进行了实验室小试研究，希望为该废水的生化处理生产实践提供一定的试验依据。1材料和方法1.1废水硝基氯苯生产废水由南京化工厂有限公司提供。生产现场采集的废水包括硝基氯苯主要生产工段的氯化苯碱性废水、氯化苯洗脱废水和硝基氯苯废水。按照厂方提供的各股废水排放水量的比例，将这三股废水按比例混合。混合后的废水呈强碱性，加酸调节至pH=7.2左右，静置后废水中的固体颗粒沉淀至底部，上清液作为本次生化处理试验的进水，其基本理化指标检测结果如表1所示。表1预处理后硝基氯苯生产废水主要性状从表1可知，该废水有以下几个特点：（1）废水含盐量极高，大大超过普通微生物可以耐受的范围，这表明该废水必须经过适当的稀释才能进行生化处理；（2）废水BOD5/CODCr值低于0.1，可生化性极差；（3）废水中总氮浓度值大大超过COD值，碳氮比失调。1.2硝基氯苯混合废水小试处理1.2.1小试工艺流程和设备处理废水的生化流程主要由废水贮水槽、兼气槽（A池）、中间贮水槽、SBR曝气槽（O池）构成，其工艺流程如图1所示。其中，贮水槽（50L）用于存放经酸碱中和和静置沉淀后的废水，兼气槽（有效体积6L），设潜水磁力搅拌器，SBR好氧槽（有效体积4L），设曝气装置。第一作者简介：陈熙女1984年生华东师范大学环境科学系2006级硕士研究生pHCODCr/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)含盐量/(g·L-1)Cl-/(mg·L-1)TN/(mg·L-1)色度7.287148.879.839760166040001··1.2.2小试方法小试装置中所用活性污泥来自南化公司硝基苯废水生化处理装置。在兼氧槽中加入经适当稀释后的废水，即开始搅拌。搅拌一定时间后静置沉淀，出水流入中间贮水槽。好氧SBR槽中加入兼氧槽，出水后即可按SBR时序进行好氧处理。兼氧槽和好氧槽的操作程序如表2所示。表2兼氧、好氧的操作程序（SBR工况）该试验在实验室内进行，各个反应器内水温约在25~30℃。每天测定进出水水质检测和生物相观察。1.3分析方法（1）COD、BOD5、含盐量、色度、pH值、硝基氯苯、硝基苯监测分析按《水和废水监测分析方法》进行。（2）活性污泥生物相观察按《污染控制微生物工程》所述方法进行。（3）废水毒性的发光细菌检测方法主要是参照《水和废水监测分析方法》的青海弧菌Q67法进行。（4）废水中特征有机物的检测送外单位（有CMA资质），采用GC-MS法进行检测。2结果与讨论2.1不同稀释条件（不同含盐量）的混合废水生化处理结果由于硝基氯苯混合废水中以NaCl为主要成分的含盐量达到8％左右，大大超过普通活性污泥中微生物所能耐受的浓度。盐浓度过高，会对废水处理系统中的微生物的生长产生抑制作用，主要抑制原因在于：（1）盐浓度过高时渗透压高，使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；（2）高含盐情况下因盐析作用而使脱氢酶活性降低；（3）高氯离子浓度对细菌有毒害作用；（4）废水含盐量升高，活性污泥容易解絮，同时由于盐度升高，水的密度增加，活性污泥容