申请日2011.05.23
公开(公告)日2011.08.31
IPC分类号C02F101/20; C02F3/28
摘要
本发明公开了一种利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法，首先利用FeSO4对厌氧颗粒污泥进行强化，然后向强化厌氧颗粒污泥中通入含洛克沙砷或阿散酸的养殖废水，厌氧反应器中温度控制在25-35℃，水力停留时间为12-60小时，反应器中溶液pH值控制在6.0-8.0，反应器运行直至反应器出水中洛克沙砷或阿散酸的浓度降至50μg/L以下，得到驯化后的厌氧颗粒污泥，利用驯化完成的厌氧颗粒污泥处理含有机砷养殖废水，有机砷去除率高，出水中砷含量达排放标准。本发明具有原材料来源广泛、制备简便和成本低的优点。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法，其特征在于按以下步骤操作：
a、将厌氧颗粒污泥加入UASB反应器中，然后连续通入养殖废水，并加入FeSO4，使得FeSO4在养殖废水中的浓度为30mg/L，反应器内温度控制在25-35℃，控制废水水力停留时间为12-60小时，反应器中溶液pH值控制在6.0-8.0，反应器运行2-3个月即得强化厌氧颗粒污泥;所述厌氧颗粒污泥的添加量为反应器体积的30-50%;
b、向装有强化厌氧颗粒污泥的UASB反应器中通入含洛克沙砷或阿散酸的养殖废水，所述养殖废水中有机砷含量为5-100mg/L，控制反应器温度25-35℃，养殖废水停留时间为12-60小时，反应器中溶液pH值控制在6.0-8.0，反应器运行至反应器出水中洛克沙砷或阿散酸的浓度降至50μg/L以下，得到驯化后的厌氧颗粒污泥;
c、用装有步骤b得到的驯化后的厌氧颗粒污泥的UASB反应器处理含有机砷的养殖废水，养殖废水中添加FeSO4，使得FeSO4在养殖废水中的浓度为30mg/L，UASB反应器运行条件为：反应器温度25-35℃，养殖废水水力停留时间12-60小时，pH值6.0-8.0，去除废水中的有机砷。
说明书 [支持框选翻译]
利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法
一、技术领域
本发明涉及养殖废水中有机砷的去除回收的方法，具体地说是利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法。
二、背景技术
有机砷因为具有抗菌和促生长效果，而被广泛作为饲料添加剂在肉鸡养殖业和养猪业中使用，我国使用的有机砷添加剂主要有洛克沙砷和阿散酸。有机砷在动物消化道内很难被降解，大约80%以药物原形排出体外。饲养一只肉鸡平均消耗洛克沙砷约150mg，我国每年出栏约80亿只肉鸡，因此，我国肉鸡饲养业每年排放到环境中的洛克沙砷及其代谢物可达1000吨，加上养猪业，排放量更高。由于有机砷具有部分可溶性，畜禽粪便中的有机砷，可随养殖场冲洗水进入养殖废水中，然后进入水体和土壤，造成非常严重的砷污染。《生态学报》2006年26卷第1期154-162页报道了使用有机砷添加剂的猪场周围鱼塘水体中的砷含量普遍超标，而猪场排污口附近土壤中砷的含量甚至高达200-500mg/kg。《Environmetal Science & Technology》2007年41卷第818-823页报道了在厌氧条件下，洛克沙砷经厌氧微生物作用后最终降解为毒性很强的As3+。砷污染对人类健康的危害已广为人知，长期饮用含50μg/L及以上浓度砷的水源，会诱发肺癌、皮肤癌、肾癌和肌肉萎缩等疾病。
对于含砷废水的处理，目前国内外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法等，已有大量的文献和专利报道。但对于养殖废水中的有机砷，由于养殖废水中含有大量的有机物，而且有机砷含有复杂的有机官能团，因而处理一般废水中无机砷的方法不再适用。
三、发明内容
本发明是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高效、无二次污染、处理费用低的利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法的特点在于按以下步骤操作：
a、将厌氧颗粒污泥加入升流式厌氧污泥床反应器(UASB)中，然后连续通入养殖废水，并加入FeSO4，使得FeSO4在养殖废水中的浓度为30mg/L，反应器内温度控制在25-35℃，控制废水水力停留时间为12-60小时，反应器中溶液pH值控制在6.0-8.0，反应器运行2-3个月即得强化厌氧颗粒污泥;所述厌氧颗粒污泥的添加量为反应器体积的30-50%;
b、向装有强化厌氧颗粒污泥的UASB反应器中通入含洛克沙砷或阿散酸的养殖废水，所述养殖废水中有机砷含量为5-100mg/L，控制反应器温度25-35℃，养殖废水停留时间为12-60小时，反应器中溶液pH值控制在6.0-8.0，反应器运行至反应器出水中洛克沙砷或阿散酸的浓度降至50μg/L以下，得到驯化后的厌氧颗粒污泥;
c、用装有步骤b得到的驯化后的厌氧颗粒污泥的UASB反应器处理含有机砷的养殖废水，养殖废水中添加FeSO4，使得FeSO4在养殖废水中的浓度为30mg/L，UASB反应器运行条件为：反应器温度25-35℃，养殖废水水力停留时间12-60小时，pH值6.0-8.0，去除废水中的有机砷。
厌氧颗粒污泥在UASB反应器中是不断生长的，需要定期将部分厌氧颗粒污泥排出，保持排出量和生长量平衡，达到定期排出含有无机砷沉淀的颗粒污泥的目的，实现UASB反应器去除有机砷长期稳定运行。排出厌氧颗粒污泥离心脱水后焚烧，回收灰分妥善处理。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明使用的颗粒污泥具有表面积大、吸附位点多、廉价、来源稳定、易于获得和吸附效率高等众多优点。强化和驯化后的厌氧颗粒污泥将吸附在颗粒污泥上的有机砷降解，并和厌氧颗粒污泥含有的Fe、S离子形成固体沉淀。相对于活性污泥系统普遍存在固液分离问题，自凝聚的厌氧颗粒污泥可以很好地解决固液分离，免去了污泥固化的投资。干化焚烧可以实现灰分中含有矿物的回收利用。
四、具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。其中实施例1-2使用的厌氧颗粒污泥取自于蚌埠柠檬酸厂处理柠檬酸废水的厌氧反应器。
实施例1：养鸡场废水处理
1、将厌氧颗粒污泥加入UASB反应器中，至反应器容积的30%，待驯化。
2、向反应器中加入从养鸡场取回的污水，并在进水中加入浓度为5-50mg/L FeSO4溶液。反应器的反应区体积约为1.5升。通过氢氧化钠溶液维持反应器内pH为6.0-8.0，温度为30℃。在此条件下运行2个月，获得强化厌氧颗粒污泥。
3、在强化后的厌氧颗粒污泥的基础上，反应器中进水改为含洛克沙砷或阿散酸的养殖废水，其中有机砷含量为30mg/L。反应器运行条件为：温度控制为30℃，水力停留时间为24小时，pH控制在6.5-7.0范围内，反应器运行至3个月以上，直至反应器出水中洛克沙砷或阿散酸的含量低于50μg/L;
4、将经过强化和驯化的厌氧颗粒污泥系统处理实际含有机砷的养殖废水，并在养殖废水中添加30mg/L的FeSO4，去除废水中的有机砷，出水总砷浓度(有机砷+无机砷)为20μg/L;
5、反应器运行期间定期将部分厌氧颗粒污泥排出，将污泥离心脱水后焚烧，回收灰分妥善处理。
实施例2：养猪场废水处理
1、将厌氧颗粒污泥加入UASB反应器中，至反应器容积的40%，待驯化。
2、向反应器中加入从养猪场取回的污水，并在进水中加入浓度为5-50mg/L FeSO4溶液。反应器的反应区体积约为1.5升。维持反应器内pH为6.5-7.5，温度为35℃。在此条件下运行2个月，获得强化厌氧颗粒污泥系统。
3、在强化后的厌氧颗粒污泥的基础上，反应器中进水改为含洛克沙砷或阿散酸的养殖废水，其中有机砷含量为20mg/L。反应器运行条件为：温度控制为32℃，水力停留时间为12-60小时，pH控制在7.0-7.5范围内，反应器运行至3个月以上，直至反应器出水中洛克沙砷或阿散酸的含量低于50μg/L;
4、将经过强化和驯化的厌氧颗粒污泥系统处理实际含有机砷的养殖废水，并在养殖废水中添加30mg/L的FeSO4，去除废水中的有机砷，出水总砷浓度(有机砷+无机砷)为15μg/L;
5、反应器运行期间定期将部分厌氧颗粒污泥排出，将污泥离心脱水后焚烧，回收灰分妥善处理。
