甲胺磷是一種被廣泛使用的廣譜型的有機磷殺蟲劑，毒性大、穩(wěn)定性強，對微生物的活性有很強的毒性或抑制作用;甲胺磷生產(chǎn)廢水也具有有害成分多、濃度高、B/C 值遠小于0.3，可生化性差等特點。目前處理甲胺磷生產(chǎn)廢水所常用的接觸氧化或活性污泥等生化降解工藝，都普遍存在微生物酶活性低、有機污染物去除率低等問題;已有文獻說明光催化、超聲波誘導(dǎo)和超臨界水等方法可以有效地降解甲胺磷廢水，但這些物化方法都缺乏在甲胺磷農(nóng)藥廢水治理中進行工程應(yīng)用的成功實例。
某公司所排放的甲胺磷廢水主要由甲胺磷等各種農(nóng)藥制劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，如甲基氯化物、二甲胺、吡蟲啉等成分混合而成，pH 約為9～10，COD 范圍在20～30 g/L，鹽度大于15%， B/C比小于0.1，可生化性差，其中，高濃度甲胺磷有機廢水總量約178.3 m3/d，低濃度甲胺磷生產(chǎn)廢水總量約2 000 m3/d。
針對甲胺磷廢水有機物濃度高、可生化性低和生物抑制性強的特點，設(shè)計采用電解-HUSB-MBBR組合工藝進行處理，其中，采用具有頂部進水布水、下部電解氧化空間結(jié)構(gòu)的電解絮凝反應(yīng)器預(yù)處理甲胺磷廢水，起到部分分解有機物、降低有機物濃度并提高廢水可生化性的目標(biāo)，采用鐵電極作為極板材料，在電解過程中，作為陽極的鐵板將被溶化為鐵鹽進入水體，對廢水中的懸浮雜質(zhì)和顆�？僧a(chǎn)生部分絮凝作用;采用HUSB 反應(yīng)器對電解出水進行生化處理，繼續(xù)大幅度地削減廢水中有機物的濃度，因為HUSB 無三相分離器，構(gòu)筑物少，可以采用常溫或低溫運行，主要進行水解酸化過程，反應(yīng)時間短，具有降解效率高、運行費用低的優(yōu)勢，但HUSB 出水一般仍需采用好氧工藝來進一步降解其中的有機物和氮磷;因此，采用性能穩(wěn)定的固定化微生物運行反應(yīng)器MBBR 來繼續(xù)處理HUSB 的出水。
因此，基于甲胺磷混合廢水的水質(zhì)、水量及電解絮凝、HUSB 和MBBR 反應(yīng)器各自不同的應(yīng)用優(yōu)勢，本工藝采用電解+UASB+MBBR 組合工藝流程對甲胺磷廢水進行有效處理。出水達到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(二級排放標(biāo)準(zhǔn))。
1 實驗部分
1.1 實驗水質(zhì)
中試所使用的甲胺磷廢水水質(zhì)見表1。設(shè)計的出水指標(biāo)中主要要求：COD 小于200 mg/L。
1.2 實驗工藝流程
所采用的組合工藝流程圖如圖1 所示。
2 臺電解絮凝反應(yīng)器的外形尺寸分別為φ2.3 m×2.5 m，有效容積4.2 m3，極板面積20 m2，板間距15mm，陽極與陰極材料均采用φ32 鐵棒，電極間距為50 mm，單臺設(shè)計流量為10 t/h，電解反應(yīng)時間0.5 h;使用高頻脈沖直流電源，逆變脈沖頻率為20 kHz。
其中HUSB 的外觀尺寸為16 m×14 m×13.5 m，有效容積為2 240 m3，停留時間24 h，600 t 厭氧污泥主要來自河北某集團阿維菌素污水處理車間。
MBBR 的外觀尺寸為31 m×16.4 m×5 m，有效容積為2 200 m3，停留時間1 d，采用聚丙烯的懸浮填料，填料外觀尺寸為φ20 mm×20 mm，比表面積為800～1 000 m3/kg，比重為0.95 kg/m3，加入含水率20%的干化污泥25 t，連續(xù)微孔曝氣反應(yīng)。主要的工藝過程如下：將高濃度甲胺磷有機廢水泵入電解反應(yīng)器進行處理，同時投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%石灰和0.2%PAM 溶液進行絮凝反應(yīng)，電解絮凝后的出水與各車間低濃度甲胺磷有機工藝廢水混合，混合后的廢水泵入水解厭氧污泥反應(yīng)器(HUSB)進行厭氧消化，其出水自流進入MBBR 反應(yīng)器進行好氧生化處理，出水水質(zhì)基本可達到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1996)二級標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 分析指標(biāo)及方法
本工藝中主要測試指標(biāo)為COD、NH4+-N、PO43--P，均采用國標(biāo)法[9]，所用分析儀器為島津UV-1700 紫外- 可見分光光度計。
2.1 電解過程
電解實驗約188 d，主要處理混合之前的高濃度工藝廢水，處理水量約在100～200 t/d，結(jié)果表明，電解過程對高濃度甲胺磷廢水中的有機物有一定程度的去除作用，COD 平均去除率可達11.7%，但由于進水COD 處于9 400～43 168 mg/L 之間，COD 過高，因此，出水COD 仍然處于7 935～40 488 mg/L的高濃度水平，進入調(diào)節(jié)池2，與低濃度工藝廢水進行均質(zhì)調(diào)節(jié)，由于低濃度工藝廢水的水量較大，約是高濃度廢水的10 倍，因此，可以大大降低進入HUSB 的有機物濃度水平。
電解過程對廢水可生化性的提高作用，還表現(xiàn)在廢水中氨氮和無機磷濃度的增加，如圖2 和圖3所示，電解過程對有機氮的分解效果可使出水氨氮濃度水平平均增長率達34.7%。對有機磷的分解效果則可使出水磷酸鹽磷濃度水平平均增長率達26.7%，可見電解過程起到了部分分解有機物，降低了有機物濃度水平，同時電解后的混合液，氨氮和無機磷的濃度水平都有了一定幅度的提高，將使電解出水中C:N:P 的比例更適于生物降解，也即增加了廢水的可生化性。
2.2 HUSB-MBBR 組合工藝的運行
HUSB 的快速啟動時間約38 d，其進水來自電解反應(yīng)后的出水與低濃度甲胺磷工藝廢水的混合廢水，COD 水平在905～2 270 mg/L 之間，反應(yīng)器的COD 體積負荷由比較初的1 kg/(m3·d)慢慢升至比較終的2.5 kg/ (m3·d) 左右，HUSB 在5 個月的運行中，COD 去除率可穩(wěn)定在31.9%，出水COD 濃度水平在495 ～1 702 mg/L 之間，HUSB 的出水即作MBBR 的進水，MBBR 啟動過程的處理水量和污泥負荷都隨著厭氧反應(yīng)的進行而同步逐漸增大。運行調(diào)試期間，MBBR 的對有機物的去除率平均在80.4%，出水COD 在133～491 mg/L 之間，經(jīng)過進一步的絮凝實驗，出水COD 基本可以保持在100mg/L 以下。
從圖4 和圖5 中可以看出，HUSB 對氨氮和磷具有一定的去除效果，平均去除率分別為18.9%和18.6%。而MBBR 對氨氮和磷去除效果，則平均分別為77.5%和72.1%。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論
電解+HUSB+MBBR 組合工藝的運行效果表明，電解過程可有效分解甲胺磷廢水中的難降解有機物，對COD 的去除率可達11.7%，同時分解有機氮和有機磷，對廢水中氨氮和磷的濃度提高水平可分別達34.7%和26.7%，從一定程度上提高了甲胺磷廢水的可生化性，利于充分發(fā)揮后續(xù)生化工藝的降解效率。
HUSB 在較大幅度削減混合廢水的有機負荷方面作用顯著，對COD 的去除率可達31.9%，同時對廢水中的氮磷都有一定的去除作用;MBBR 池由于采用比表面積較大、比重接近于水的懸浮填料，在曝氣流化狀態(tài)下，填料表面所附著的好氧、厭氧和兼氧菌群，對較低濃度水平的有機物、氨氮和磷均有很好的去除作用，去除率可分別達80.4%、77.5% 和72.1%。
電解+HUSB+MBBR 組合工藝能充分發(fā)揮電解提高廢水可生化性，以及厭氧和好氧聯(lián)合處理廢水的技術(shù)優(yōu)勢，對甲胺磷混合有機廢水，能實現(xiàn)有機物的高效降解，并達到一定程度的脫氮除磷效果。
