生物化学法处理农药废水概况

我单位采用碱式氯化铝化学沉淀，生化处理等技术方法研究了农药废水的生化处理。

• 生物化学法处理的影响因素都有那些
  碱式氯化铝厂家总结到的影响因素如下：
  (1)水温。水温是影响微生物活动的重要因素，一般水温保持在20℃-30℃为宜。
  (2)PH值。微生物均有适宜的PH值范围，大多数细菌和放线菌的最适宜pH值在6.5-7.5之间，只有少数细菌能在强酸或强碱环境中生存，如硝化细菌的某些菌种可在pH值为13的环境中生存，而在pH值为4.5时真菌还能大量繁殖。
  (3)营养物质。污泥代谢过程中，对氮、磷的需要量应满足BOD：N：P=100：5：1(质量比)。
  (5)溶解氧。对好氧生物处理系统而言，溶解氧应控制在2mg/L4mg/L。
  (6)有毒物质。对生物处理有毒害作用的有重金属、硫化物等无机物和含氰、酚等的有机物。另外，有机物自身的结构特性也有很大影响。
  ①烃类化合物。短碳链的烃化合物比长碳链的易降解，分子中引入双键或三键则增加生物降解的难度。
  ②卤素化合物。分子中含卤素原子，则对微生物有一定的毒害性，并且生物降解性差。
  ③醇类化合物。甲醇、乙醇是易生物降解物，但丙炔醇、氯乙醇、叔丁醇则均是难生物降解物，因为其分子中含有双链、卤素、叔碳碳链。
  ④醚类化合物。醚类属生物不可降解类化合物，但对微生物的毒性不大。乙醚、吗琳都含有醚链，其BOD值为零，但乙氧基乙醇却是例外，属于生物可降解性化合物，因为生物降解从羟基部位开始，从而达到生物降解的目的。
  ⑤醛、酮、酸、酯、酚、醌、酰胺、腈类化合物。均为容易降解的化合物。苯酚可以生物降解，但卤代酚、叔丁基酚均为生物难降解化合物。
  ⑥硝基、亚硝基、偶氮化合物。均为生物难降解化合物，其中硝基、亚硝基物对微生物还有较大的毒性。
  ⑦胺类化合物。与氮原子上的取代基数目有关，其生物降解顺序为：伯胺>仲胺>叔胺>季胺。
  ⑧有机硫类化合物。烷基硫酸盐生物降解性大于烷基磺酸盐。
  ⑨有机元素化合物。大多数有机元素化合物(有机氯、有机磷、有机锡)的生物降解性均较差，需先将其无机化，然后再实施生化处理。
• 好氧生物处理法；
  好氧生物处理法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法。活性污泥法是水体自净的人工化，是使微生物群体在曝气池中呈悬浮状，
  并与废水接触而使之净化的方法。生物膜法即固定生长法，是土壤自净的人工化，是使微生物群体附着于其他物体表面上呈膜状，并使它和废水接触而使之净化的方法。氧化塘法是和自然水体自净过程非常相似的污水处理法，污水中的有机物由塘内的好氧性细菌进行氧化分解。
  好氧生物处理法主要用来去除废水中的有机物，悬浮物则用聚合氯化铝沉淀等方法加以去除。
• 活性污泥法；
  活性污泥法是以活性污泥为主体的废水处理方法，其主要系统是曝气池和聚合氯化铝沉淀池。曝气池的作用是吸附和氧化有机物，聚合氯化铝沉淀池的作用是使混合液中的水和污泥相分离，并将沉淀的污泥一部分回流到曝气池内，一部分作为剩余污泥输送到污泥处理系统进行处理。
• 活性污泥的组成；
  活性污泥由活性微生物、微生物自身氧化残留物、吸附在活性污泥上的惰性有机物和无机物组成，具有凝聚和沉淀功能。微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成的生态系统。细菌是生态系统中最主要的组成部分，1g活性污泥中约有200个细菌，其表面积大约为100m2。由于细菌体积小，表面积大，所以活性污泥有很强的吸附能力。活性污泥与污水接触后大约在0.5h左右就可完成对有机物的吸附作用。菌胶团是活性污泥的主体，其主要成分是半乳糖、葡萄搪等多糖类，黏性很强，能将菌体相互
  粘合在一起构成絮凝体。
• 微生物对有机物的分解作用；
  微生物对有机物的分解作用就是在酶的催化下进行生物氧化。
  1)微生物分解有机物的催化剂—酶
  微生物生存和发育所需的最少限量的酶叫“结构酶”，它与周围条件无关，是自然生成的；与此相反，将在某种物质存在下生成
  的酶叫“诱导酶”。根据酶存在的位置，可将其分为细胞内酶和细胞外酶两种。从细胞中分泌出来并在细胞外起作用的酶叫细胞外酶。由于它几乎全是水解酶，所以能将蛋白质、糖类等高分子加水分解成可被细胞摄入的液体化合物。细胞内酶与细胞内部结构结合，一种在细胞破坏时，可以作为可溶性物被提取出来；另一种是与细胞不可溶成分牢固结合在一起，叫“颗粒酶”，多数呼吸酶属于该种酶。
  2)生化氧化机制
  ①代谢过程。有机物的生物降解实质上是微生物通过氧化还原反应获取能量，为维持自己的生命而合成新的生命物质及新的生物体而进行的各种变化。
  生物氧化的过程分为两个阶段。在第一个阶段，有机物被转化成无机物，如二氧化碳、水和氨，需20天左右完成；第二阶段，主
  要是氨被转化成亚硝酸盐和硝酸盐，它需要更长的时间才能完成。
  ②代谢需氧要求。微生物通过氧化还原获得能量，在反应的最后阶段，有的需有氧代谢，有的是无氧代谢。
  如葡萄糖通过有氧代谢进行完全氧化，反应式为
  C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2880kJ
  无氧代谢分为两种类型。第一种类型是以硝酸盐、硫酸盐等含氧无机物作为氧化剂。这种代谢叫无氧呼吸。例如:
  C6H12O6+12KNO3→6CO2+6H2O+12KNO2+1796kJ
  第二种类型的代谢是有机物，既可以成为被氧化的底质，又可以作为氧化剂，这种代谢叫发酵。例如：
  C6H12O6→2CO2+2C2H5OH
  　　　　氧化产物　　还原产物
  C6H12O6→3CO2+3CH4+389.4kJ
  氧化产物 　还原产物
• 生物膜法分类；
  生物膜法，包括生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等。
• 什么是生物滤池?
  生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理法，分为低负荷生物滤池和高负荷生物滤池。
• 低负荷生物涟池存在的问题；
  ①水量负荷低，池体庞大。②滤料上周期脱落的生物膜易产生局部堵塞。③产生臭味，污染环境。
• 高负待生物滤池的特点是什么?
  针对低负荷生物滤池法存在的问题经改进开发出高负荷生物滤池，其特点是用部分处理水回流，加大进水流量，降低进水浓度，不断地用较强的水流冲刷滤池内的生物膜，避免产生堵塞现象，从而使效率提高，活水的负荷量提高10倍，占地面积大为缩小。随后，人们又创造发明了塔式生物滤池，它的水量负荷比高负荷生物滤池高出2倍-10倍，BOD负荷高2倍-3倍。滤池高为8m-25m，直径为1m-3.5m，径高比介于1:6-1:8左右。这种形状的构造使滤池内部形成较强的拔风状态，通风良好，另外，由于高度大、水量负荷高，滤池内水流湍动强烈，污水、空气及生物膜接触非常充分。
• 什么是生物转盘?
  生物转盘是从生物滤池演变而来的。转盘上生物的形成、生长及降解有机物的机理与生物滤池基本相同，区别是它以一系列转动的盘片代替固定的滤料，部分盘片浸渍在污水中，通过不断地转动与污水接触，氧则是在盘片转出水面与空气接触时由空气中吸取。生物转盘的盘片，由以往的圆形平板变为目前的正三角形和表面波纹状。转盘直径一般为2m-3m，有的达4m。为提高出水水质和水中溶解氧的含量，在盘片面积不变时，通常将盘片分为多级串联运行。
• 生物转盘的特点是什么?
  生物转盘具有消耗电能少、抗冲击负荷能力强、不需回流污泥、污泥生成量少、噪声小、易于维护等优点，缺点是占地面积大和
  散发臭味等。
• 什么是生物接触氧化?
  生物接触氧化又叫淹没式生物滤池，它是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的，具有二者的优点。生物接触氧化法，就
  是在池内设置填料，经过充氧后的污水以一定的流速通过填料，与填料上的生物膜充分接触，从而使污水中的有机物被生物膜所降解。国内所采用的填料呈蜂窝状，孔径视污水浓度各异。BOD在50mg/L以下时，孔径为10mm-15mm；BOD在50mg/L-100mg/L时，孔径为15mm-20mm；BOD在100mg/L-300mg/L时，孔径为32mm。
• 什么是氧化塘法?其分类知何?
  氧化塘法是一种和自然水体自净过程非常相似的污水处理方法。污水中有机物由塘内的好氧性细菌进行氧化分解；而细菌赖以生存的氧气则由塘内繁殖的藻类通过光合作用提供，同时藻类又利用细菌分解有机物的产生物等作为营养物，合成自身的细菌，进行繁殖。氧化塘分为好氧塘、厌氧塘、兼性塘和曝气塘。
• 好氧生物法的应用效果如何?
  农药废水中的滴滴涕经生物处理后，其去除率可达67%，废水中的有机氯杀虫剂还可有效地被活性生物转盘所去除，两个串联的装置可以去除约85%的COD及约95%的七氯、氯丹及狄氏剂。
• 什么是厌氧生物处理法?
  厌氧生物处理法是指在无氧条件下，借助厌氧菌和一些兼性细菌的代谢作用，将有机物分解成甲醇和二氧化碳的生物氧化过程，也叫厌氧消化法。
• 厌氧消化的影响因素；
  厌氧消化的影响因素有pH值、碳氮比、温度、阻抑物等。
• pH值如何影响厌氧消化?
  产酸菌繁殖的倍增时间是以分钟或小时计，而甲烷菌却长达4天-6天。若消化过程被酸性发酵阶段所控制，则甲烷细菌必被酸性发酵产物等所抑制，因此，平衡这两类细菌非常重要。为此，消化过程的pH值应控制在6.7-7.2为宜。运行正常的消化系统可以在消化的最终产物中产生缓冲剂，例如：
  有机物→(分解)CO2+H2O+NH3+CH4
  CO2+H2O+NH3→NH4HCO3(缓冲剂)
  当消化过程中有机酸积累时，要大量消耗掉碳酸氢根(HCO3-)，
  使消化液的缓冲能力下降甚至消失：
  RCOOH+HCO3- +H2O→RCOO+ +CO2+2H20
• 碳酸比知何影响厌氧消化?
  在厌氧菌的生命过程中，由于呼吸作用没有分子氧参与，分解有机物所获得的能量仅为需氧条件下的3%-10%，因此，对营养的要求主要是以能满足合成新的细胞质为基础。在高碳氮比值下进行发酵时，易造成产酸发酵优势。当pH值降至6以下，此时产气效果差，酸性气体超过50%，到pH值降至5.5以下时，会出现酸阻抑现象，发酵基本停止，影响有机物的分解。而在低碳氮比值下进行发酵时，则易造成腐解发酵，蛋白质分解、氨释放加快，使发酵液pH值上升至8以上，气体中的甲烷含量降低，大量氨随沼气一起排出。碳氮比值控制的适宜范围以20:1-30:1为宜，这样才能使发酵过程的产酸和释氨速度配合得当，酸碱中和反应恰好稳定在pH值为4左右。
• 温度如何影响厌氧消化
  与好氧消化相同，温度对厌氧消化也相当重要，因为温度直接影响生化反应速度的快慢。起消化作用的微生物中，一种是嗜温性微生物，在15℃-43℃之间为宜，最适宜温度为32℃-35℃；另一种是嗜热性微生物，它们可以在高温环境中繁殖，适宜温度为49℃-54.5℃。
  采用较高温度进行消化是有利的，可以起到缩短停滞期的作用。在45℃-60℃内消化作用最好，但由于热损失高，还产生臭味，实际上较少采用。比较适宜的温度约为35℃，即中温消化。在不加热的池中发酵，周期长，池容量要比在35℃时增加4倍-5倍。高、中低温消化法的单位容积处理能力比值为2.5：(0.2-0.25)。
• 阻抑物如何影响厌氧消化?
  厌氧消化过程的阻抑物主要为重金属离子和阴离子。
  (1)重金属离子的阻抑作用。重金属离子对甲烷消化所起的阻抑作用有两个方面：①与酶结合，产生变性物质；②重金属离子及其碱性化合物的凝聚作用，使酶聚合氯化铝沉淀。
  (2)阴离子的阻抑作用。阴离子中阻抑作用最大的是硫化物，当其浓度超过100mg/L时，对甲烷细菌有阻抑作用。硫化物是硫酸根在硫酸还原菌作用下还原而生成的，因此，消化过程中硫酸根浓度不应超过5000mg/L。
• 厌氧生物法的应用效果知何?
  甲烷厌氧菌可以使氯仿脱氧降解为二氯甲烷，降解过程在甲醇、乙醇存在下而加速。氯仿还可以在甲烷菌及硫酸盐还原的条件下，用乙酸作基质而去除，降解率为95%。三氯乙烯可在厌氧条件下被去除。
• 巩义市泰和水处理材料有限公司专业生产聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝铁、三氯化铁、硫酸铁、各种无机盐类絮凝剂、无机铁盐、铝盐、助凝剂聚丙烯酰胺等净水药剂的专业厂家。