毕业设计（论文）-关于草甘膦废水处理的研究 28页

关于草甘麟废水处理的研究刘輝中(四川立新瑞徳环保科技有限公司工程部)摘要：草甘瞬是一种广谱除草剂，又称：镇草宁、农达(Roundup)草干瞬、瞬甘酸。分子式：(HO)2P(O)CH2NHCH2COOH分子量：169草甘麟废水是化工农药行业生产草甘麟粉剂、水剂过程中排出的有机高浓度含重金属废水。生产草甘麟的主要原料有二乙醇胺、片碱、去离子水、盐酸、甲醛、三氯化磷、30%液碱、重金属催化剂、双氧水、鸽酸钠、液氨、硫酸亚铁等。在国内主要生产工艺：是IDA仃DAN)法和二甲酯法。我公司研采用了“物化+生化相结合”的水处理工艺，来对草甘麟废水的高效处理。关键词：草甘瞬废水脱磷系统LX高效催化反应微电解生化处理(厌氧、好氧)TheresearchabouttheglyphosatewastewatertreatmentLIUYaozhong(LIXINRUIDEEnvironmentalEngineeringCompanyInSICHUAN)Abstract:Isakindofglyphosateherbicide,sayagain:town,shabaninondaRoundup(alkylphenylphosphino),drygrass,acerbity.Formula:(HO)system2P(O)CH2NHCH2COOHmolecularweight:169glyphosateindustryproductionischemicalpesticidewastewatertreatmentprocess,glyphosatepowderoforganicwastewatercontainingheavyhigh・Themainrawmaterialsareproducingglyphosatediethanolamine,nalkali,deionizedwater,hydrochloricacid,formaldehyde,trichloride,alkaliliquidmetalcatalysts,30%,hydrogenperoxide,tungstenacidsodiumsulfate,yean,etc.Inmajordomesticproductionprocess:IDANmethodisIDAdimethylandmethod.Mycompanyhasdevelopedbycombining"reification+biochemicalwatertreatmentprocess/1totheefficientprocessingwastewaterglyphosate.Keywords:Glyphosatewastewater,dephosphorizationsystem,highcatalyticreaction,LXmicro,anaerobicbiologicaltreatment(aerobic)F-xz—i—1•刖吞随着经济的发展，人类对环境的污染程度越来越严重。特别是化工废水严重影响着水体自净能力。当然，伴着生活水准的提高，人类对环境保护意识也逐渐加强，在各行各业都对环境治理有明显的要求。然而，草甘麟废水在化工废水中占有很人一部分，鉴于生产技术上的原因，草甘瞬农药生产厂家长期以来受到农药草甘騰废水排放造成严重水环境污染问题的困扰。我公司研采用了“物化+生化相结合”综合处理T艺处理农药草廿麟废水取得了突破性进展。针对农药草甘麟废水COD难降解和TP较髙的特点，我公司利用芬顿反应和铁炭微电解反应原理，使得有机磷转化为无机磷，从而得到去除。这种降解途径使有机物分解更加彻底，不易产生有毒害的中间产物，更符合环境保护的要求。2•水质和工艺2.1原水水质项目参数（以甲醇釜底液为主）npH值10〜13CODcr30000mg/LC1-10000mg/LTP500mg/L从水质上看，此化工企业除了甲醇釜底液废水之外，述有二甲酯和氯甲烷及其他废水，浓度都和对较低。2.2工艺流程甲醇釜底液调节池一LX高效催化系统一微屯解系统一脱磷系统和沉淀池一混合调节池一ABR池—UASB池—CAST池一达标排放此T艺是一种新型的“物化（LX高效催化反应+微电解反应+脱磷装置）+生化（ABR+UASB厌氧+CAST生物反应器）相结合”的工艺，对COD,TP等去除效果极佳。3.物化阶段的反应机理及效率3.1甲醇釜底液调节池甲醇釜底液废水在草甘麟废水中就属于高浓度废水，PH值大多在10左右，可生化性能差,B/C在0・25以下。n2.2LX高效催化系统LX高效催化反应是一种处理效率较高的反应，利用芬顿反应原理来有效地降解有机物和总磷的目的。LX高效催化反应器则是我公司在湿式催化氧化的基础上，通过大量的实践和工程试验，开发研制出来的治理高浓度废水的一种新设备。其反应机理：当高n浓度有机废水通入装有特姝高效催化剂和用贵金属制成的特种氧化剂反应器内后，由于在酸性条件下，H2O2被催化分解，产生反应活性很高的轻基口由基所致。在催化剂的作用下,HQ能产生两种活泼的氧氢白由基，从而引发和传播£1由基链反应，加速有机物和还原性物质的氧化，产生特殊的催化氧化作用，可将废水中的有机物及含N、CL、S等有毒物元素催化氧化成NO2、CO?、也0及2、SO?'等无害物排放。其一般历程为：Fe2'+H202Fe3++OH+OHF/+H2O2Fe2++H+02HRH+.OHR・+H2OR.+11202ROH+.onFe2++.OH0H_+Fe3+LX高效催化试剂氧化-•般在PH值为2-4Z间.在PH=3时，具自由基生成速率最人,去除效率最好。对上述废水，通过试验也。2和FeSCh用量比例为2:3和1:2时，反应时间为2小时，其处理效果最佳。即是处理每吨水按2%的H2O2和3%FeSOd时，COD去除率在40%-60%；在1%氏。?和2%FeS04进行配比时，去除率在30%左右。其反应条件是强酸性，30%H202的PH木身显强酸性，在使用过程屮，不需耍投加酸就可以使酸碱性满足反应条件。其次对有机磷的去除率也比较高，通常情况为70%左右。其处理结果如下：参数进水mg/L出水mg/LpH值10〜132-4CODcr3000015000Cl-100008000TP5001503.3微电解系统3.3.1铁碳微电解机理n将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，曲于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的恢成为阴极，电位高的碳做阳极,在含有酸性屯解质的水溶液屮发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，为了增加电位差，促进铁离子的释放，在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如K：阳极(Fe):Fe-2e->Fe2+,阴极(C):2H++2c-2[H]-H2,反应中，产生的了初生态的Fc2+和原子H,它们具有髙化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应：02+4H++4e-2H20；02+2H20+4e-*40H-；2Fe2++02+4H+-2H20+Fe3+。反应中生成的0H—是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(011)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。另外，此电极反应的产物具有较高的化学活性，电极反应产生的新生态H、Fe2+等均能与废水屮许多组分发生氧化还原反应，使废水的可生化性提高。阳极反应生成的Fe2+也可作为后续催化氧化处理的催化剂。3.3.2微电解法应用在处理过程中多用铁炭固定床。但固定床运行一段时间后由于铁的腐蚀，容易出现结n块和沟流，使处理效果降低；同时铁屑表面会生成一层金属氧化物和氢氧化物膜,致使铁屑钝化，影响处理效果。为了有效防止铁表面的钝化，解决铁炭固定床存在的易结块和再生频繁等问题，我公司的微电解反应器专用HT填料，已获得了国家专利。尤其是对高浓度化工废水有特殊的作用。在运行过程中，微电解随着反应时间的延长，其对有机物的去除率有明显的提高。一般2-4小时。对COD和C1-的去除效果较好。当然，根据水质，其停留时间和去除率的高低有所变化。另外，通过多次现场小实验，微屯解和fenton反应相结合使用，其去除率和按先芬顿反应后微电解反应的去除率不相上下。控制得当时，其效果甚至更为理想。优点是反应时间缩短将近一半，从而提高了处理能力。本阶段处理效果：参数进水mg/L出水mg/LpH值2-45-6CODcr150004500ci-80003800TP1501123.4脱磷系统+沉淀池n根据废水中磷的含量高的原因，可以专门设宜除磷系统，来解决磷对废水产生强烈的富营养化，对生化有抑制作用。一般通过脱磷剂来去除磷的含量。然而在草甘麟废水屮，只有极少一部分无机磷，其余都是有机磷。对于有机磷的去除，我们只有在LX高效反应段和微电解反应段进行。因为通过氧化述原反应和电解反应的作用，使其结构改变，达到开环断链的H的，从而转化为无机磷酸盐。然后向废水中加入脱磷剂，来去除原水中含有的无机磷和转化的无机磷。即向污水中投加阳离子絮凝剂，它们与污水中磷酸盐类物质形成不溶性化合物，另一方面由于污水屮碱性氢氧根的存在，会产生氮氧化物絮体，使非溶解性的可沉固体越聚越大，然后通过初沉池从污水屮分离出來，达到除磷口的，常用的沉淀絮凝药剂如Ca(0H)2等。在此阶段脱磷效果达80%-90%o其出水的运行数据如下：参数进水mg/L出水mg/LpH值5-68-9CODcr45003600Cl-38003230TP11222.44.生化阶段机理在生化处理前，需把经过物化处理后高浓度水和其他废水充分混合，调节水质，控制水量，这阶段需要在综合调节池进行。因此，必须严格控制各项参数，满足适合于生化进水的条件。即PH在6-9之间、COD在3000mg/L左右、C1-在3000mg/L以下、TP在25mg/L以下on3.1厌氧反应草甘麟废水通过厌氧微生物的作用，对有机物的降解和除磷的效果都比较明显。在厌氧状态下，通过污水与回流污泥的混合接触，促进发醇作用和磷释放的进行，随时在好氧状态下，较好的污泥混合液含有人量能超量贮集、吸收聚磷的贮磷细菌。经过沉淀作用，达到固液分离，从而大大提高磷的去除效果。厌氧反应利用微生物生命过程中的代谢活动,将有机物分解为简单无机物，从而去除水中有机物污染的过程，称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求，微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧的情况下，把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物包括人量的生物气（即沼气）和水。厌氧反应器有很多种类型.冃前常用的有ABR和UASB等，当然水解酸化也属于厌氧反应的一种形式。4.1.1水解酸化1）水解酸化是近年來被广泛采用的污水生化处理技术，它主要是利用厌氧生化处理的前级反应机理，参与反应的微生物主要以兼性菌为主。在水解阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质，在产酸阶段，碳水化合物降解为脂肪酸，主要是醋酸，丁酸和丙酸。水解和产酸进行得非常快，难于把它们分开。此阶段参与反应的微生物主要是水解、产酸菌。在酸性衰退阶段，有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量的C0.N2、C出和H2o在此阶段屮，由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势降低，PH±升，PII的变化为甲烷菌的增长繁殖创造了适宜的活跃条件。于是甲烷菌把有机酸转化为沼气。经8-12h水解酸化处理，将大分子状态的有机污染物分解为生化性强的小分子物质，改善和提高污水的可生化性和溶解性。水解酸化处理工艺吸取了在短暂过程屮有机物被微生物所吸附n的特点，达到节能、降低运行成本的冃的。2)水解酸化工艺的特点是从污水厌氧物处理的试验开始，经过反复实践和理论分析，逐步发展为水解酸化生物处理工艺，由于它舍去甲烷化阶段，大大地缩短水力停留时间，通常，SS处理率为80%,COI)去除率为40-50%,有利于斤续处理。大大提高了废水的可生化性能。4.1.2ABR厌氧反应器1)ABR厌氧反应器中文名厌氧折流板反应器，折流式厌氧反应器(AnaerobicBaffledReactor)是Bachman和McCarty等人⑵于1982年而后提岀的一•种新型高效厌氧反应器,其构造如图1。2)ABR反应器的特点：结构简单、效率高、处理出水好、运行稳定可靠，适用于各类中低浓度有机废水的处理。3)工作原理ABR厌氧反应器内设置若干竖向导流板，将反应器分隔成串联的儿个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的升流式污泥床系统，废水进入反应器后沿导流板上下折流前进，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过各反应室并与其中的微生物充分接触而得到去除。借助于水流的上升和沼气的搅动作用，反应室中的污泥上下运动，水流在不同隔室屮流态呈现完全混合态。但是由于导流板的阻挡和污泥自身的沉降性能，污泥在水平方向的流速极其缓慢，从而人量的厌氧污泥被截留在反应室中,反映器在整个流程方向表现为推流式流态OnABR独特的分格式结构及推流式流态使得每个反应室屮可以驯化培养出与流至该反应室污水水质环境条件相适应的微生物群落。ABR反应器前面隔室屮以产酸菌为优势菌群，后面隔室中以产甲烷菌为优势菌群，使消化反应的产酸相和产甲烷相沿程得到分离，参与厌氧消化过程的微生物能够牛长于各自最佳的生长环境中，使厌氧消化的效率大大提高。4.1.3UASB厌氧反应器升流式厌氧污泥床（UASB）是荷兰学者在20世纪70年代开发的新型污水生物厌氧反应器。它集气、固、液三相分离器为一体，是处理效能很高的丿犬氧反应器，通过不断的改进后被广泛用于高浓度工业废水和生化污水处理。是第二代厌氧生物反应器的典型代表。废水经均匀布水器从底部流入升流式厌氧污泥床（UASB）,分为污泥区、反应区、三相分离器、浅层沉淀出水回流。废水屮的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的物料厌氧降解系统。微生物厌氧降解过程一般分为四个过程（即四个阶段）：第一阶段——水解阶段；第二阶段——酸化（或发酵）阶段；第三阶段——酸性衰退阶段；第四阶段——甲烷生成阶段。在水解阶段：作用是分解有机物，固体物质降解为溶解性物质，高分子有机物因相对分子量较大不能透过细胞膜，因此不可能被细菌直接降解，只能被细菌胞外酶分解为小分子物质，这些小分子溶解于水并透过的水解产物能够将难溶性有机物转化为可溶性有机物，将细胞膜为细菌所利用，将难生化降解物质转化为可生化降解的物质，在产酸n阶段碳水化合物降解为脂肪酸，主耍是醋酸，丁酸和丙酸。水解和产酸进行得非常快，难于把它们分开。此阶段参与反应的微生物主要是水解、产酸菌。在酸性衰退阶段；有机酸和溶解的含氮化合物分解成氨，胺。碳酸盐和少量的C03,N()2,C山和II20o在此阶段中由于产氨细菌的活动使氨态氮浓度增加，氧化还原电势降低,PH上升，PH的变化为甲烷菌的增长繁殖创造了适宜的活跃条件。第四阶段是甲烷菌把有机酸转化为沼气。气体经三相分离器从集气管排入水封，污泥从浅层沉淀槽回到污泥床，处理出水从集水槽排出，完成厌氧处理过程。特点一厌氧生化处理可去除污水屮大部分的有机污染物、对SS具有较好的去除能力，耐冲击负荷。经厌氧生化处理后的污水进入后级进行好氧生化处理系统。UASBT艺主要优点如下：a)处理效果好，COI)去除率高；b)抗水力及有机负荷冲击能力较强；c)占地面积小，基建投资少；d)操作灵活，可根据水质要求，进行多种方式的运行；e)运行费用较低。2.1.4水解酸化和厌氧的区别从原理上讲，水解酸化是厌氧消化全过程的前段。但水解酸化■好氧处理工艺屮的水解酸化段和厌氧消化中的水解酸化过程追求的目标不同，因此，有着不同的处理方法和工艺条件。水解酸化•好氧处理系统中的水解酸化阶段的目的主要是将原水中的非溶解态有机物转变成溶解态有机物，将难降解的大分子物质转变成易降解的小分子物质，进而提高废水n的可生化性，以利丁•后续的好氧生物处理。在混合厌氧消化系统中，水解酸化是和整个厌氧消化过程有机的结合在一起，共处于一个系统屮，水解酸化的日的是将混合庆氧消化屮的产酸段和产甲烷段分开，以便形成各自的最佳环境，同时产酸阶段对产生的酸的形态也有要求(主耍为乙酸)。此外，废水中如含有高浓度的硝酸盐、业硝酸盐、硫酸盐时，这些物质及其转化产物不仅对甲烷有毒，而且影响沼气的质量。因此，尽管水解酸化•好氧处理工艺中的水解酸化段、两相法厌氧消化工艺中的产酸相和混合厌氧消化工艺中的产酸过程均产生有机酸，但由于三者的处理忖的不同，各自的运行环境和条件存在着明显的差异，主要表现在以下几个方面。1).Eh不同在混合丿犬氧消化系统屮，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物在同一反应器中，整个反应器的氧化还原电位Eh的控制必须首先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为・300mV以下，因此，系统屮的水解酸化微生物也是在这一电位值下工作的。而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在・100mV到・300mV之间。而水解酸化.好氧处理工艺屮的水解酸化段为一典型的兼性过程，只要控制在+50niV以下，该过程即可顺利进行。2).PH值不同在混合厌氧消化系统屮，消化液的PH值控制在产甲烷菌的最佳PH范围，一般为6.8〜7.2Z间。而在两相厌氧消化系统屮，产酸相的PH值一般控制在6.0〜6.5Z间，pH值降低时，尽管产酸的速率增人，但产生有机酸形态将发生变化，丙酸的相对含量增大,Ifti丙酸对后续的产甲烷菌产生强烈的抑制作用。对于水解酸化■好氧处理系统来说，由于后续好氧氧化，不存在丙酸的抑制问题，因此控制的pH范围也较宽，可在3.5-10的范围内获得较高的水解酸化速率，一般实际pH维持在5.5〜6.5Z间。n3）•温度不同通常混合厌氧消化系统以及対相厌氧消化系统的温度均要严格控制，要么屮温消化（一般为30~35°C），要么高温消化（50〜55°C）。而水解酸化■好氧处理工艺屮的水解酸化段对工作温度无特殊要求，通常在常温、中温、高温下均可较好的运行，获得满意的水解酸化效果。4）.微生物种群的差异由于控制的运行条件不同，致使三种工艺系统屮优势菌群以及完成水解酸化的微生物种群也不同。在混合厌氧消化系统屮，严格的控制在厌氧的条件下，系统中的优势菌群为专性厌氧菌，因此，完成水解酸化的微生物主耍为厌氧微生物。在水解酸化■好氧处理系统屮的水解酸化段，控制在兼性条件下，因此，系统屮的优势菌群为兼性微生物，完成水解酸化过程的微生物相应的主要为兼性菌。对于两相厌氧消化系统中的产酸相，微生物的优势菌群随控制的氧化还原电位不同而变化。当控制屯位较低时，完成水解产酸的微生物主要为厌氧菌；当控制电位较高时，完成水解产酸菌的微生物主要为兼性菌。微生物种群的差异使得三种工艺系统的最终产物也完全不同。在混合厌氧消化系统中，水解酸化产生的有机酸立即转化为甲烷和二氧化碳沼气等。水解酸化■好氧处理系统中的水解酸化段的最终产物为溶解性有机物、各种形态的仃机酸和醇类，以及二氧化碳等,个别情况下，还有少量的甲烷。而两相厌氧消化屮的产酸相的产物主要为有机酸（主要为乙酸）、少量甲烷和二氧化碳。5）.水解酸化反应器较厌氧消化反应器的不同水解酸化反应器较厌氧反应器的不同主要体现在以下儿个方面:n①水解酸化反应器可对固体有机物进行降解，从而减少了污泥量，降低了污泥的vss,其功能与厌氧消化反应器类似。水解酸化反应器一般不需要加热，产生剩余污泥量少，故可在常温下，使固体物质迅速水解，实现污水、污泥一次处理。②水解酸化反应器不需要严格的密闭，不需要复杂的搅拌机构，不需要水、气、固三和分离器，降低了造价，便于维护，适应大中小型污水厂。③当反应控制在水解酸化阶段时，出水的不良气味较厌氧发酵少很多。④水解酸化反应迅速，水力停留时间短，故水解反应器的体积小，节省基建投资。通过上述工艺的优势，我们选择了ABR+UASB的两级厌氧结合方式，对有机物降解效果十分突出，在运行屮，其处理结果如下：参数进水mg/L出水mg/LpH值6-96-9CODcr30001200Cl-30002200TP25202.2好氧阶段4.2.1好氧反应机理(1)好氧生物处理的基本生物过程n所谓“好氧”:是指这类生物必须在有分子态氧气(02)的存在下，才能进行正常的生n理生化反应。好氧生物处理过程的生化反应方程式:①分解反应（乂称氧化反应、异化代谢、分解代谢）CH0NS+02—-C02+H20+NH3+S042'+%+能量（有机物的组成元素）②合成反应（也称合成代谢、同化作用）C、H、0、N、S+能屋——C5H7N02③内源呼吸（也称细胞物质的口身氧化）C5H7N02+02---C02+H20+NH3+S042-+%+能量在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示:细菌：C5H7N02；真菌：C16H17N06；藻类:C5H8N02；原生动物：C7H14N03（2）分解与合成的相互关系：1）二者不可分，而是相互依赖的；3、分解过程为合成提供能量和前物，而合成则给分解提供物质基础；b、分解过程是一个产能过程，合成过程则是一个耗能过程。2）对有机物的去除，二者都有重要贡献;3）合成量的大小，对后续污泥的处理有直接影响（污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50%）。不同形式的有机物被生物降解的历程也不同：一方面：结构简单、小分子、可溶性物质，直接进入细胞壁；结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质，则首先被微生物吸附，随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物，再进入细胞内。另一方面：有机物的化学结构不同，其降解过程也会不同，女恥糖类；脂类；蛋白质（3）影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧（D0）:在出口约2-4mg/l；n①水温：是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增n殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度15~30°C；>40°C或<10°C后，会有不利影响。①营养物质：细胞组成中，C、II、0、N约占90~97%；其余：T10%为无机元素，主要的是P;—般对于好氧生物处理工艺，应按B0D:N:P二100:5:1投加N和P；其它无机营养元素：K、Mg、Ca.S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；②pH值：一•般好氧微生物的最适宜pH在6.5〜8.5Z间；pH<4.5时，真菌将占优势,引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。③有毒物质（抑制物质）:重金属；氧化物；H2S；卤族元索及其化合物；酚、醇、醛等；④有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物;⑤氧化还原电位：好氧细菌：+300~400mV,至少要求人于+100mV；4.2.2好氧工艺类型常见的有接触氧化法、活性污泥法、SBR和CAST等，但对于草甘麟废水处理，H前常用的有SBR和CAST两种工艺，而且净化效果较好。[1JSBRI艺SBR是近年來在国内外迅速发展起來的一种新工艺，其对有机物的去除机理为：在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主耍由初期的去除与吸附n作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能儿个净化过程完成。SBRI艺运行灵活，可以间歇运行，停产长达3个月后，重新启动SBR池时，污泥活性可很快恢复,该工艺十分适用屮、小型制革企业的废水处理。日前，国内将SBRT.艺列为废水处理屮的觅要工艺进行研究和应用。但SBR工艺尚处于发展完善阶段，SBR的兴起不过十几年的时间，许多研究还属于刚刚起步阶段，在基础理论研究方面存在着很多疑问，在工程应用方面缺乏科学、可靠的设计模式及成熟的运行管理经验，而SBR自身的特点一间歇运行、口动化要求高，又增加了解决问题的难度和应用的局限性。SBR的优点与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用吋间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间/操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。n8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR系统的适用范围出于上述技术特点,SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：1）屮小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。2）需耍较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水屮除磷脱氮，防止河湖富营养化。3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4）用地紧张的地方。5）对已建连续流污水处理厂的改造等。6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。[2]CASTI艺CAST工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺，它是利用不同微生物在不同负荷条件卜•生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器和结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件（具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷）和完全活性污泥法的优点（较强的耐冲击负荷能力），无论对城市污n水还是工业废水都是一种有效的方法，有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方n式运行，则具有生物除磷作用。CASTT艺集曝气与沉淀于同一池内，取硝了常规活性污泥法的一沉池和二沉池，具工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，运行屮可根据进水水质和排放标准控制运行参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等。该方法在美国的明尼苏达州草原市污水处理厂、俄亥俄州托莱多废水处理厂、密执安州地区废水处理厂、纽约长岛赛尔顿废水处理厂、新墨西哥州造纸厂废水处理站得到应用，并获得了良好的处理效果。为将该工艺引进、硝化，探讨适合我国国情的新型污水处理新工艺，总装备部工程设计研究总院环保小心于1994年在实验室进行了模拟试验研究，为以后的工程设计提供了宝贵的设计参数。CASTT艺的主要技术特征1）间断进水，间断排水：污水排放人都是连续或半连续的，CAST工艺比较适合这样的排水特点。CAST工艺设计时可采用一个或两个以上池子并联运行。2）运行上的时序性：CAST反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。3）运行过程的非稳态性：每个工作周期内排水开始时CAST池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。4）溶解氧周期性变化：CAST在反应阶段是曝气的，在沉淀阶段和排水阶段不曝气，因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。CASTT艺的优点n1）工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构筑物为反应池，没有二沉池，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资低。2）曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。3）沉淀效杲好：CASTI艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用池，沉淀阶段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季温度较低,污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不会影响CASTI艺的正常运行。实验和工程中曾遇到S%高达96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。CAST反应池中存在较大的基质浓度梯度，而且处于缺氧、好氧交替变化Z中，这样的环境条件不利丁•丝状微生物的优势生长,可有效防止污泥丝状膨胀。4）运行灵活，抗冲击能力强：CASTZ：艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到经济运行的目的。CASTI艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。当进行脱氮除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提高脱氮除磷的效果。5）CASTI艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。6）运行稳定性好。7）基质去除率较高。8）剩余污泥量小，性质稳定。CAST设计中应注意的问题n1）水量平衡：工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥CAST反应池的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。当水量波动较大时，应考虑设置调节池。2）控制方式的选择：一般情况下，CAST工艺采用自动控制和手动操作两种方式。后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者H常工作使用o3）曝气方式的选择：间断曝气容易造成污泥堵塞微孔。所以，在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，这一点与SBRI艺相同。4）排水方式的选择：CASTI艺的排水要求与SBR相同，目前，常用的设备为旋转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，乂能防止水面漂浮物随水排岀。5）需要注意的其它问题：（1）浮渣和沉渣的排除方法；（2）排水比的确定；（3）雨季对池内水位的影响及控制；（4）排泥时机及泥龄控制；（5）反应池的长宽比；（6）间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。[3]CAST效果分析鉴TSBR和CASTT艺，通过多次试验结果反应，后者在除磷脱氮方面的效果比前者明显占优势，在草II麟废水屮，因为磷的含量相对较高，要达到国家一级标准排放，仅仅依靠物化处理时远远不够的，在生化部分，选择CASTI艺处理效果极为理想，对有机物的去除率达90-99%,从而达到出水标准。好氧运行处理结杲参数进水mg/Lmg/LpH值6-96-9nC1-22001486TP200.415•整个系统运行结果：(mg/L)处理单元PIICODCI-TP原水水质10-133000010000500LX系统2-4150008000150微电解5-645003800112脱磷+沉淀8-93600323022.4综合调节池6-9<3000<3000<25ABR+UASB6-91200220020CAST池6-94614860.41通过数据显示：对于草甘麟废水的处理，选择上述工艺是合理的。它不仅降低了有机物浓度，而且对磷的含量也大大的降低。这就解决了含磷废水难处理的问题。n6.结论1)由于LX阶段在强酸性环境进行反应，介于进水PH在10左右.30%H202显强酸性,根据投加比例，混合均匀后恰好满足PII在2-4的要求。节约了硫酸的购买成本。2)脱磷反应加Ca(OH)2比较好，-•方面调节微电解出水PH值，使其显碱性，另一方面能与之反应生成磷酸盐沉淀•同时，対磷的去除也比较彻底，既去除了原水中本身含有的无机磷，又去除了经过LX阶段后生成的无机磷酸盐(有机磷被开环断链后生成的无机磷酸盐屮的磷)3)对于草甘麟废水来说，选择“物化+两级厌氧(ABR+UASB)+CAST生化工艺”相结合是可行的。运行结果完全能够达到国家要求的排放标准。4)对于运行成本来说，“物化+生化”相结合的工艺处理运行情况稳定，易于操作控制，使整个成本运行人人的降低。7.参考文献[1]郑兴灿，李亚新•污水除磷脱氮技术LM]•北京：屮国建筑丁业岀版社，199&[2]周岳溪，钱易，顾夏声.废水生物除磷机理研究[J]・环境科学学报，1993,13(2)：193-198.[3]刘瑾•生物除磷机理的研究[J]•同济人学学报，1995,23(4)：387-392.[4]张焕祯，王艳茹，任洪强，等.草甘麟废水处理技术[J].化工环保，2001,21(5)：274-278.[5]韩洪军，刘彦忠，杜冰.铁屑-炭粒法处理纺织印染废水[J].工业水处理，1997,17(6)：15-17.n[1]王永广，杨剑峰.微电解技术在工业废水处理中的研究与应用[2]传好,谢波，任源，等.Fenton试剂处理废水屮各影响因子的作用机制[J]・环境科学，2000(5)：93-96.[3]ILLSA,SIANM.Photomincralizationof4-chloropHenolscnsitizcdbytitaniumdioxide：Astudyoftheintermediates[J].JPhotochemPhotobiol,1993,70(2A):183-191.