CN110240271A - 一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法，包括(1)在启动处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器时，反应器的进水以磷酸三乙酯为唯一有机碳源；(2)待反应器出水PO4 3‑‑P浓度由快速上升变成基本稳定之后，生物反应器启动成功，再将反应器的进水切换成含磷酸三乙酯的废水。本发明的优点在于，本发明通过改变废水厌氧、好氧生化处理工艺的启动方式，实现TEP高效生物降解，解决了在用常规的厌氧‑好氧工艺对胞苷酸废水进行生化处理时，该废水中的TEP无法生物降解的问题，从而为在低成本下实现胞苷酸废水TP达标排放奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种处理胞苷酸废水的生物反应器的启动方法。
背景技术
在生产胞苷酸的过程中产生的工艺废水(简称胞苷酸废水)除含有COD(化学需氧量)和磷酸盐等常见污染物外，还含有少量磷酸三乙酯(TEP)。目前，胞苷酸生产企业采用“混凝沉淀预处理”、“厌氧-好氧生化处理”和“混凝沉淀后处理”组合工艺处理胞苷酸废水，其中“混凝沉淀预处理”的主要目的是去除废水中的磷酸盐，“厌氧-好氧生化处理”的主要目的是去除COD、并将TEP降解成磷酸盐，“混凝沉淀后处理”的主要目的是去除生化处理过程中由TEP降解生成的磷酸盐，从而实现COD和总磷(TP)达标排放的目标。但上述处理胞苷酸废水的组合工艺运行多年，始终都没有达到预期效果。“混凝沉淀后处理”出水中TP浓度仍高达50～60mg/L，远高于8mg/L的纳管排放限值。通过逐一分析上述三个废水处理单元出水中磷酸盐磷(PO4 3--P)和总磷(TP)的浓度，发现在“厌氧-好氧生化处理”过程中有机磷的浓度(＝总磷-磷酸盐磷)基本没有变化，“厌氧-好氧生化处理”单元出水的TP仍然以有机磷(主要是TEP)为主，故无法在“混凝沉淀后处理”单元中去除，从而导致外排废水TP严重超标。
由上可知，在厌氧-好氧生化处理过程中，胞苷酸废水中的有机磷(主要是TEP)的浓度基本没有变化，这说明TEP在厌氧-好氧生化处理过程中基本没有被生物降解。这与用OECD 301E标准方法评估TEP的快速生物降性时，所得到的28天TEP降解率为0％的结论是基本一致的(Handbook of Chemicals and Gases for the Semiconductor Industry,WileyPress,2002)。另据文献报道，单纯用UV辐照TEP水溶液或单纯用O3氧化TEP水溶液都不能使TEP降解，但UV与O3相结合构成的高级氧化体系(UV/O3)可以降解TEP(Water Air SoilPollution,2016,227:185)。因此，企业为了实现胞苷酸废水TP达标排放目标，不得不采用UV/H2O2、UV/O3、O3/H2O2和Fenton等高级氧化技术。但是，在用高级氧化技术降解胞苷酸废水中的TEP时，处理成本非常高，企业难以承受。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种通过改变废水厌氧、好氧生化处理工艺的启动方式，实现TEP高效生物降解的一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法，其特征在于，所述启动方法包括如下步骤：
(1)在启动处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器时，反应器的进水以磷酸三乙酯为唯一有机碳源；
(2)待反应器出水PO4 3--P浓度由快速上升变成基本稳定之后，生物反应器启动成功，再将反应器的进水切换成含磷酸三乙酯的废水。
作为一个优选方案，所述含磷酸三乙酯废水为胞苷酸废水。
在启动处理胞苷酸废水的厌氧(或好氧)生物反应器时，反应器的进水除了含有磷酸三乙酯(TEP)外，不得含有其他有机化合物，即反应器进水必须以TEP为唯一有机碳源。换句话说，刚开始启动处理胞苷酸废水的厌氧(或好氧)生物反应器时，不能按常规的工业废水生化处理方法操作，即不能直接用胞苷酸废水(或稀释的胞苷酸废水)作为厌氧(或好氧)生物反应器的进水。待处理胞苷酸废水的厌氧(或好氧)生物反应器启动成功(反应器出水PO4 3--P浓度由快速上升变成基本稳定)之后，再将反应器的进水切换成胞苷酸废水，胞苷酸废水中的TEP就可以被厌氧(或好氧)微生物高效降解，然后按常规方法操作。反之，如果在厌氧(或好氧)生物反应器的启动阶段，进入反应器的废水除TEP之外还含有其他有机碳源，将无法通过生物的方法降解胞苷酸废水中的TEP。
本发明的优点在于，本发明通过改变废水厌氧、好氧生化处理工艺的启动方式，实现TEP高效生物降解，解决了在用常规的厌氧-好氧工艺对胞苷酸废水进行生化处理时，该废水中的TEP无法生物降解的问题，从而为在低成本下实现胞苷酸废水TP达标排放奠定基础。
附图说明
图1为实施例1的厌氧反应器启动阶段出水PO4 3--P随运行时间的变化。
图2为实施例2的厌氧反应器成功启动后处理胞苷酸废水的运行结果。
图3为实施例3的好氧反应器启动阶段出水PO4 3--P随运行时间的变化。
图4为实施例4的好氧反应器成功启动后处理胞苷酸废水的运行结果。
具体实施方式
以下，结合具体实施方式对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。
实施例1.
处理胞苷酸废水的厌氧生物反应器启动：在三个500mL的厌氧反应器(编号依次为A1、A2和A3)中各加入200mL取自某化工企业废水处理车间UASB反应器的厌氧污泥，再在每个反应器中各加入100mL自来水，然后在A1、A2和A3厌氧反应器中分别加入100mL的I、II和III号废水(见表1)。用带导管的橡胶塞密封反应器，导管的另一端插入水封瓶中，防止空气倒吸至厌氧反应器中。厌氧反应器和水封瓶都置于35℃的恒温水浴振荡器中。每天换水一次，换水前先测定pH值，再关闭振荡器电源。静置沉淀1～2h后，从振荡器中取出反应器，并从中倒出100mL上清液，然后再分别加入100mL的I、II和III号废水(见表1)，重复上述操作。试验过程中，若发现某个反应器出现酸化现象，立即用碳酸氢钠将其pH调至7.5左右。试验结果如图1所示。
表1 厌氧(或好氧)反应器启动阶段进水组成
由图1(A1)可见，当厌氧反应器的进水为I号废水(TEP是唯一碳源)时，启动20d左右就开始明显有PO4 3--P产生，之后随着运行时间的延长，出水PO4 3--P浓度逐渐增加，大约75d后趋于稳定。从75～106d出水PO4 3--P浓度的平均值约为56.4mg/L，相应的TEP平均矿化率约为94％，即进水中的有机磷约有94％被厌氧微生物分解成了无机磷。
由图1(A2)和(A3)可见，当二个厌氧反应器的进水分别为II号废水(碳源为TEP+葡萄糖)和III号废水(稀释的胞苷酸废水，碳源除了TEP外，还有其它有机物)时，启动100多天后，二个厌氧反应器出水的PO4 3--P浓度始终处于很低的水平，即进水中的有机磷基本未能转化为无机磷。说明如果在厌氧反应器的启动阶段，进水中除了TEP外还含有其它有机碳源，TEP将不能被生物降解。
实施例2.
在实施例1的A1反应器运行106d后，将其进水由I号废水切换成实际的胞苷酸废水，其它运行条件都保持不变，试验结果如图2所示。
由图2可见，当把A1反应器的进水由I号废水切换成实际的胞苷酸废水后，在最初的6d时间内，出水有机磷(Org.-P)浓度呈增加超势，但从第8d起出水Org.-P浓度开始下降，并逐渐趋于稳定。运行50d，出水Org.-P的平均浓度约为2.9mg/L，胞苷酸废水中的有机磷(主要是TEP)的矿化率约为95％，说明在用厌氧生物法处理胞苷酸废水时，只要厌氧反应器被成功启动之后，就可以高效降解其中的TEP。
实施例3.
处理胞苷酸废水的好氧生物反应器启动：在三个有效容积均为2000mL的好氧反应器(编号依次为O1、O2和O3)中各加入1300mL取自某城镇污水处理厂曝气池的混合液，然后在O1、O2和O3好氧反应器中分别加入700mL的I、II和III号废水(见表1)。打开鼓风机，给O1、O2和O3好氧反应器曝气充氧，控制DO浓度为2～4mg/L，6h后停止曝气，静置沉淀2h，分别从三个反应器中排出700mL上清液，然后再分别加入700mL的I、II和III号废水。O1、O2和O3好氧反应器的操作周期均为24h，其中曝气6h，沉淀2h，进水和排水时间很短，其余为闲置时间。试验结果如图3所示。
由图3(O1)可见，当好氧反应器的进水为I号废水(TEP是唯一碳源)时，启动35d左右就开始明显有PO4 3--P产生，之后随着运行时间的延长，出水PO4 3--P浓度逐渐增加，大约80d后趋于稳定。从80～110d出水PO4 3--P浓度的平均值约为56mg/L，相应的TEP平均矿化率约为93％，即进水中的有机磷约有93％被好氧微生物分解成了无机磷。
由图3(O2)和(O3)可见，当二个好氧反应器的进水分别为II号废水(碳源为TEP+葡萄糖)和III号废水(稀释的胞苷酸废水，碳源除了TEP外，还有其它有机物)时，启动110d，二个好氧反应器出水的PO4 3--P浓度始终处于很低的水平，即进水中的有机磷基本未能转化为无机磷。说明如果在好氧反应器的启动阶段，进水中除了TEP外还含有其它有机碳源，TEP将不能被生物降解。
实施例4.
在实施例2的O1反应器运行110d后，将其进水由I号废水切换成实际的胞苷酸废水，其它运行条件都保持不变，试验结果如图4所示。
由图4可见，当把O1反应器的进水由I号废水切换成实际的胞苷酸废水后，在最初的4d时间内，出水有机磷(Org.-P)浓度呈增加超势，但从第6d起出水Org.-P浓度开始下降，并逐渐趋于稳定。运行50d，出水Org.-P的平均浓度约为2.1mg/L，胞苷酸废水中的有机磷(主要是TEP)的矿化率约为96％。说明在用好氧生物法处理胞苷酸废水时，只要好氧反应器被成功启动之后，就可以高效降解胞苷酸废水中的TEP。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法，其特征在于，所述启动方法包括如下步骤：
(1)在启动处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器时，反应器的进水以磷酸三乙酯为唯一有机碳源；
(2)待反应器出水PO4 3--P浓度由快速上升变成基本稳定之后，生物反应器启动成功，再将反应器的进水切换成含磷酸三乙酯的废水。
2.根据权利要求1所述的一种处理含磷酸三乙酯废水的生物反应器的启动方法，其特征在于，所述含磷酸三乙酯废水为胞苷酸废水。
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