两种生物膜法提升农药废水生化处理的应用研究

138第12卷第32期南方农业2018年11月Vol.12No.32SouthChinaAgricultureNov.2018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6810mg·L-1、3130mg·L-1、1890mg·L-1时，处理24h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24h，其中曝气22.5h、澄清1h、排水0.5h，COD进水937～1552mg·L-1，出水61～304mg·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11～20mg·L-1，出水小于5mg·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43mg·L-1，出水平均4.7mg·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2500～3500mg·L-1、150～250mg·L-1，平均为3000mg·L-1和200mg·L-1，出水达到管网接纳标准COD和氨氮分别为500mg·L-1和35mg·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800m3·d-1，稳定后增加到1200m3·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。图1流化态载体和悬挂型载体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2500～3500mg·L-1，平均3000mg·L-1，悬浮活性污泥法出水COD波动范围较大，最高达701mg·L-1，最低为323mg·L-1，平均511mg·L-1。两种生物膜载体出水COD低于500mg·L-1，与悬挂型载体出水相比，流化态载体的出水效果更好，30d内稳定达标，而悬挂型载体在20～27d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500mg·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150～250mg·L-1，悬浮活性污泥法和悬挂型载体的出水氨氮都高于100mg·L-1，不能达到35mg·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35mg·L-1，但是22d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35mg·L-1的标准，但是悬挂型载体的出水从第15天开始才接近35mg·L-1的标准。收稿日期：2018-10-07作者简介：庄严（1975—），男，江苏新沂人，大专，助理工程师，研究方向为化工三废处理。※为通信作者，E-mail：yuxiao_9@126.com。两种生物膜法提升农药废水生化处理的应用研究庄严1，王欲晓2※，张健2，施帅帅2，张帆2，陆正祥1（1.江苏蓝丰生物化工股份有限公司环保部，江苏徐州221400；2.徐州工程学院化学化工学院，江苏徐州221111）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：BDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.20