Fenton试剂法解除电石渣清液对硝化菌的抑制

张世新，楼洪海，杨　青，张浩俊，黄聪聪（浙江海拓环境技术有限公司，浙江 杭州310052）

Fenton试剂法解除电石渣清液对硝化菌的抑制

张世新，楼洪海，杨青，张浩俊，黄聪聪
（浙江海拓环境技术有限公司，浙江 杭州310052）

针对某废水处理项目，采用Fenton试剂法对其中一路水进行了预处理，硝化菌恢复了活性，生物脱氮顺利进行。

电石渣清液；生物脱氮；Fenton试剂

某大型化工企业废水经生化处理后，COD等指标稳定达标，但氨氮不能达标，由于原水中含有机氮，出水氨氮比进水高。为寻求氨氮达标措施，在现场进行了小试、中试。最初的中试模拟现场工艺流程，发现尽管各种参数合理，但原水进水到一定比例后，硝化能力就下降直至完全停止，分析认为水中含有硝化菌抑制物，于是进行了后续试验。

1　查找抑制性废水的试验

1.1试验材料及运行方式

试验装置容积40 L，加入载有硝化菌生物膜的博适填料10 L，再加5 g/L含硝化菌的活性污泥。按SBR流程运行，即进水-曝气-沉淀-排上清液。

进入小试装置的原水预处理方法为调节pH值、适当的稀释、加硫酸铵为氮源、加碳酸氢钠提高碱度、加生活污水提供营养，运行水温24～36℃。预处理后的原水加到小试装置，考察曝气前后氨氮、溶解氧及pH值的变化，据此评判硝化反应是否发生。

1.2分析方法

试验中COD、氨氮、硫化物、钙离子各指标分析方法都参照国家标准方法［1］。

1.3试验结果

对各分厂废水进行试验后，发现电石渣清液有明显的硝化抑制性。但用自来水更换试验装置中的废水后，硝化反应又能恢复，说明这种抑制对硝化菌尚不是致命的，只是使其硝化功能暂时停止。结合污水处理厂运行，发现水力停留时间很长时，有机氮缓慢地转化为无机氮，硝化抑制作用也能消除，暂且以电石渣清液贡献的有机氮浓度水平来衡量抑制浓度。

2　电石渣清液水质特性（见表1）

表1　电石渣清液水质特性

3　消除抑制作用的预处理工艺试验研究

3.1预处理试验1：酸化吹脱硫化物法

向电石渣清液原水中加酸，使pH值＜4，曝气吹脱14 h，吹脱前后水质见表2。经预处理，硫化物和乙炔被空气带走。

表2　电石渣清液加酸吹脱前后水质

将3 L预处理后的水加入到容积40 L的生化小试装置中，在不同时段测得的氨氮见图1。

图1　酸化吹脱硫化物法预处理后氨氮变化

从图1可以看出，经预处理后仍然有明显的硝化抑制作用。

3.2预处理试验2：加硫酸亚铁脱硫及混凝沉淀试验

向电石渣清液中投加4.5 g/L的硫酸亚铁，使硫化物沉淀，并产生混凝作用，处理前后水质变化见表3。将3 L预处理后的水加人到容积40 L的生化小试装置中，在不同时段测得的氨氮浓度见图2。

从图2可以看出，经预处理后仍然有明显的硝化抑制作用。

3.3预处理试验3：硫酸亚铁及次氯酸钠联合预处理

向电石渣清液中投加5.5 g/L的硫酸亚铁，使硫化物沉淀，取上清液再加入次氯酸钠溶液（折合有效氯800 mg/L），欲使抑制性物质被氧化，处理前后水质变化见表4。总凯氏氮及氨氮均降低，并且部分有机氮被直接氧化。

表3　电石渣清液投加硫酸亚铁处理前后水质

图2　硫酸亚铁脱硫及混凝沉淀预处理后氨氮变化

表4　硫酸亚铁及次氯酸钠联合预处理前后水质

分3个批次向小试装置中加入预处理后的电石渣清液（每批次加3L），小试装置中氨氮变化见图3。

从图3可以看出，当第1次加入后，随着时间延长，氨氮迅速下降，30 h降至8 mg/L；当第二次加入后，随着时间延长，氨氮也下降，但下降程度变缓，30 h仅降至13 mg/L；当第3次加入后，随着时间延长，氨氮微上升。可见，随着电石渣清液加入量的增大，系统硝化菌仍然会受到抑制。

3.4预处理试验4：酸化吹脱加Fenton试剂法

在加酸吹脱的基础上再加Fenton试剂氧化，以使抑制物因高级氧化而破坏。试验步骤如下：（1）取10 L电石渣清液，加60 mL浓盐酸，曝气数小时，使硫化物逸出；（2）向上述水样中加4 g硫酸亚铁及12 mL 30%（质量分数）双氧水，水样变为红色，不断搅拌反应器，使反应完全，经过约0.5 h，红色褪去，水样变为无色；（3）反应2 h，加22 mL 500 g/L氢氧化钠，调pH值约7.5，水样又显红色；（4）取3.5 L上清液，加入到生化小试装置中。

图3　经硫酸亚铁及次氯酸钠联合预处理后的电石渣清液氨氮变化

预处理过程中水质变化见表5。经Fenton处理后，废水中的有机氮仍以有机氮形式存在。

表5　酸化吹脱加Fenton试剂法处理前后水质

分3次将酸化吹脱加Fenton试剂法预处理后的水样加入到小试装置中，每次仍然加3 L水样，氨氮变化见图4。

图4　酸化吹脱加Fenton试剂法预处理后氨氮变化

从图4可以看出，加入上述预处理的水样后，氨氮均迅速下降，说明随着处理量的增加，硝化反应没有受到抑制。以后在不同日期取该种水水样，经过多批次同样流程的预处理，均显示不会使硝化反应产生抑制。

3.5其他试验

其他试验还包括：加酸吹脱、pH值回调、加500 mg/L聚铝混凝沉淀处理；加酸吹脱、pH值回调、加2 000 mg/L六水合三氯化铁混凝沉淀处理；加10 g/L活性炭粉吸附处理；加10 g/L膨润土吸附处理；加15 g/L氯化钙等，这些处理措施都不能使总凯氏氮下降，也不能使硝化抑制作用减轻。

4　电石渣清液中硝化菌抑制物成分分析

受试验条件限制，对电石渣清液中硝化菌抑制物具体成分尚不明确，目前只能依据相关文献做出推测。认为石灰氮类物质产生硝化菌抑制的可能性很大。

5　对电石渣清液中硫化物去除方法的讨论

在对电石渣清液进行预处理时，硫化物去除也会占较大的成本，将各种方法列表比较，结果见表6。

表6　废水中硫化物去除工艺及特点

6　结论与展望

（1）采用SBR小试法查找硝化菌抑制性物质，快速地找到了抑制性废水的来源，经试验测算，这种废水贡献的有机氮达15 mg/L，即对硝化反应产生严重的抑制作用。

（2）Fenton法预处理可消除硝化抑制作用。

（3）中国有大量的乙炔生产厂、乙炔法聚氯乙烯厂，该试验成果可供这类企业的废水处理借鉴。

［1］国家环境保护总局．水和废水监测分析方法．4版．北京：中国环境科学出版社，2002．

［2］熊谟远．电石及其深加工产品．北京：化学工业出版社，1989．

［3］黄益宗，冯宗炜．硝化抑制剂在农业上应用的研究进展．土壤通报，2002，33（4）：310－315．

［4］朱本岳．石灰氮对尿素的增效作用和在青菜生产中的应用．浙江农业大学学报，1995，21（3）：275－278．

Inhibition of nitrification bacteria from dissolution of carbide slag supernatant by Fenton reagent method

ZHANG Shi-xin，LOU Hong-hai，YANG Qing，ZHANG Hao-jun，HUANG Cong-cong
（Zhejiang Haituo Environmental Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 310052，China）

For a wastewater treatment project，pretreatment was carried out using Fenton reagent method，the nitrification bacteria recovered the activity，and the biological removal of ammonia was carried out smoothly.

carbide slag supernatant；biological nitrogen removal；fenton reagent

TQ085

B

1009-1785（2016）06-0042-03

2016-03-01