[发明专利]一种利用三阶段厌氧处理工艺去除畜禽养殖废水中有机砷的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及了一种去除畜禽养殖废水中有机砷的三阶段厌氧处理工艺，即水解酸化—吸附—产甲烷的三阶段厌氧处理工艺，该工艺对有机砷有很好的去除效果，处理出水中总砷的含量低于20μg/L，由于利用了粉煤灰和熟石灰固定废水中的有机砷，减小了砷对环境和人类健康的危害。属于有机砷废水处理技术领域。

二、背景技术

近年来有机砷制剂作为饲料添加剂在畜禽养殖业中也得到了普遍的应用。目前已批准使用的砷制剂主要有洛克沙砷和阿散酸两种，其中以洛克沙砷更为经济，在促生长和抗菌方面应用更为广泛。美国食品和药物管理局在1964年就允许在鸡的饲料中添加洛克沙砷，在1983年批准用作鸡和猪的促生长剂。在1996年我国农业部正式批准了洛克沙砷的使用，随后我国逐渐开始了洛克沙砷的大量生产，并广泛用于养猪业和养鸡业。据统计，在美国有将近七成的肉鸡食用含洛克沙砷的饲料添加剂，且绝大部分洛克沙砷随粪便排出体外。相关调查研究表明，畜禽粪便中的砷含量高达14-48mg/kg。

砷污染对人类健康的危害已广为人知，长期饮用含高砷的水源，会发生肺癌、皮肤癌、肾癌和肌肉萎缩等疾病。因此，我国规定废水中砷的排放标准为0.5mg/L，新版饮用水标准中砷含量从原来的50μg/L降低到10μg/L。含洛克沙砷的饲料添加剂的使用，促进了养殖业的发展，取得了很好的经济效益。但同时有大量含砷的畜禽排泄物进入到环境中，对环境造成了很大的污染。随着生态环境逐渐的恶化，人们已经越来越关心含洛克沙砷的饲料添加剂随着畜禽的排泄物进入到环境之后对生态环境中的生物所造成的影响以及洛克沙砷在环境中的迁移、降解和转化。有机砷制剂（洛克沙砷）的环境归宿及其潜在的危险已经成为国际上的研究重点。

我国养殖业每年含有机砷的养殖废水排放量很高，已经对周围的环境和人类的健康产生了危害，而且养殖废水中含有大量的有机物以及对微生物有毒害作用洛克沙胂和重金属离子，所以一般废水中无机砷的处理方法，如中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、硫化物沉淀法已经不再适用于处理养殖废水中的有机砷。对于采用厌氧处理有机砷废水的方法，其处理方法一般都是单级厌氧反应器处理，最常见的就是上流式厌氧污泥床反应器（UASB），但是由于废水中的砷和重金属离子和对微生物尤其是对产甲烷菌的毒害作用，使得这类厌氧反应器处理有机砷的效率及处理稳定性差，并且其中的砷和重金属离子因难以固定下来而可能导致二次污染或者因为固定所需成本很高而难以推广。

三、发明内容

本发明旨在提供一种利用三阶段厌氧处理工艺去除畜禽养殖废水中有机砷的方法，所要解决的技术问题是提高畜禽养殖废水中有机砷的去除效果，使出水中砷的含量符合国家排放标准，减小砷对环境和人类健康的危害。

本发明将传统的单级厌氧反应器处理改为两相厌氧处理工艺，并且在两相厌氧处理工艺之间增加了吸附过程，使用粉煤灰和熟石灰作为吸附填料，处理结束后收集吸附过程产生的含污染物的粉煤灰和熟石灰，作为建筑材料使用。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明利用三阶段厌氧处理工艺去除畜禽养殖废水中有机砷的方法，包括水解酸化和产甲烷各单元过程，其特征在于：在水解酸化和产甲烷过程之间增加吸附过程；

所述水解酸化过程采用常规柱形厌氧水解酸化反应器，在反应器内部增加搅拌装置，所述水解酸化过程水力停留时间为24-72小时，温度控制在25-35℃；

所述吸附过程采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB），向反应器中加入粉煤灰和熟石灰作为填料，粉煤灰和熟石灰的质量之比为5-10:1，控制填料高度为反应器高度的30-40%，吸附过程的水力停留时间为4-8小时；

所述产甲烷过程按常规方法采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB），水力停留时间控制在24-72小时，温度25-35℃，pH值6.8-7.2。

所述吸附过程中进水采用脉冲进水方式。

含有机砷的废水按照不同的水力停留时间依次经过水解酸化池，吸附装置和产甲烷反应器，每个反应器均为下一个反应器的良好运行创造了有利条件，充分发挥各个反应器的作用，以达到对有机砷的最佳去除效果和反应器运行的稳定性。