生物接触氧化法

生物接触氧化法处处理含酚废水的研究摘要：实验采用生物接触氧化法处理人工配制含酚废水，采用国标法测定了出水CODcr、pH、挥发酚、MLSS等水质指标。结果表明处理后出水的CODcr、酚的浓度有不同程度的降低，对结果进行了讨论并提出了一些改进措施。关键词：废水处理；含酚废水；生物接触氧化法StudyofTreatingHydroxybenzeneWastewaterbybiologicalcontactoxidationprocessLiXia200711691（SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,，ShandongUniversity，Jinan250100）Abstract：Inthisexperiment,biologicalcontactoxidationprocesswasusedtotreatartificialhydroxybenzenewastewater.GBmethodwasusedtodetectallkindsofeffluent’swaterquantitystandards,suchasCODcr、pH、volatilephenol,MLSS.TheresultindicatesthatafterthetreatmenttheconcentrationsofCODandhydroxybenzenehavedroppedtosomeextend.Theresultshadbeendiscussedandsomesuggestionsforimprovementwererecommended.Keyword：wastewatertreatment;phenolwastewater;biologicalcontactoxidationprocess引言：含酚废水是危害严重的一种工业废水，酚类物质对生物活体能产生毒害，可通过皮肤及粘膜的接触而吸入或经口腔侵入体内，与细胞原浆中蛋白质接触后，形成不溶性蛋白质，使细胞失活[1]。含酚废水来源广、数量多、危害大,合理高效地对其处理一直是工业废水处理的主要任务之一[2]。目前,对于中、低浓度含酚废水的处理,常采用吸附及交换、膜处理、化学氧化、化学沉淀以及生物处理等方法；对于高浓度的含酚废水,采用先蒸馏及气提、溶剂萃取或缩聚等回收性预处理降低其浓度后,再进行二次处理。上述处理技术在应用中各有利弊[3]。废水的生物膜处理法是废水好氧生物处理中除了活性污泥之外的又一种方法。它不同于活性污泥法之处在于微生物固着生长在滤床填料表面[4]。生物接触氧化法为生物膜法的一种，采用浸没在水中的滤床加人工曝气的废水处理方法[5]。相对活性污泥法，生物接触氧化具有运行管理方便，剩余污泥少，不存在污泥膨胀等优点。1.实验试剂和仪器1.1.实验试剂苯酚（AR）、磷酸二氢钾（AR）、磷酸氢二钾（AR）、硝酸铵（AR）、重铬酸钾（AR）、硫酸亚铁铵（AR）、4－氨基安替比林、铁氰化钾等。1.2.实验仪器生物接触氧化法实验装置（哈尔滨工业大学生产，实验装置见图1）、COD测定仪、754型紫外可见分光光度计、漏斗、容量瓶等。图1生物接触氧化法实验装置生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物质被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气，有时并借以回流池水。原水箱进水泵进水流量计气体流量计纤维填料曝气管二沉池排泥阀出水1.2实验过程2.1.活性污泥的培养与驯化用活性污泥法处理含酚废水时，由于酚对微生物有一定的毒害作用，必须对污泥进行驯化。2.1.1.活性污泥菌种来源及废水特性一般取用现成的活性污泥作接种液,即取水质相近的污水场的活性污泥。为此我们选用了济南市污水处理一厂二沉池回流污泥作为菌种来源进行培养驯化。实验水样为自配含酚废水：在自来水中加入一定量酚类物质和一定比例的营养物质,配成不同浓度的含酚废水。2.1.2.活性污泥培养驯化过程活性污泥法处理废水的关键在于有足够数量性能良好的活性污泥,这些污泥是通过一定的方法培养和驯化出来的。根据培养与驯化的程序,有异步法和同步法两种。异步法是采用先培养,使细菌增殖到足够数量后再用工业废水驯化;同步法是培养和驯化同时进行的方法。根据培养液的进入方式,培养与驯化过程也可分为间歇式和连续式。为了缩短培养时间,我们选用了培养、驯化同步进行的接种培养法,即动态培养法[4]。驯化过程如下：实验用活性污泥从济南污水处理一厂取来后，转移到2个水桶中（有效容积以20L计）。空曝气1天后，逐步向曝气池中投加营养物和低浓度的含酚废水，使其逐步适应。酚的投加量是逐渐增加的：50、100、150、200、250mg/L。每次用快速测酚法定性测酚含量，如果酚已经降解，加大酚投加量；如未降解，只按要求投加营养盐。所加营养盐主要有K2HPO4、KH2PO4、NH4NO3等，每3天投加一次。其中NH4NO3的浓度为1g/L、K2HPO4和KH2PO4的浓度为0.5g/L。每天从早上8：30开始曝气，到晚上9：30结束，每天测定所加酚得消耗量，并及时补充营养盐和消耗酚。共培养2周时间。营养盐种类及用量如表1所示。表1营养盐种类及用量名称用量(g/L)名称用量(g/L)K2HPO4·3H2O0.45KH2PO40.45NH4NO30.9MgSO4·7H2O0.05FeSO4·7H2O0.005ZnSO4·7H2O0.005MnSO4·3H2O0.005CaCl20.022.2.反应器的运行将培养好的污泥倒入接触氧化池中，经一周驯化后，生物膜逐渐长成，待趋向成熟时可以进水处理。调节好出水流量，使系统稳定运行3－4天后，测定两个反应器的进出水CODcr，酚含量，计算去除率，并作比较。采用国标方法分别测定曝气池出水CODcr、挥发酚、MLSS。CODcr测定采用重铬酸钾法[5]，挥发酚测定采用4-氨基安替比林分光光度法[6]，MLSS采用重量法[6]。3.结果与讨论：生物接触氧化池运行结果见表2－4。3.1.活性污泥反应器中污泥的性质在活性污泥反应器运行的两天时间里，分别测定其污泥浓度MLSS、SV30，并计算其污泥沉降指数SVI。表2活性污泥的性质一览表活性污泥法A活性污泥法B第一天MLSS（g/L）2.532.78SV30（mL/L）360400SVI（mL/g）142.3143.9第二天MLSS（g/L）2.552.62SV30（mL/L）280300SVI（mL/g）109.8114.5在反应器运行的两天里，两个反应器的污泥浓度稳定在2530~2800mg/L，SV30在280~400mL/L之间，SVI低于150mL/g。其中第二天的污泥沉降性优于第一天，这说明第二天活性污泥系统的稳定性高于第一天。3.2.对苯酚的去除效果活性污泥法和接触氧化法连续运行两天，分别测量进水和出水中的苯酚浓度，结果如表3所示：表3苯酚去除效果一览表活性污泥法A活性污泥法B接触氧化法第一天原水（mg/L）256.5256.5162.4出水（mg/L）14.376.6814.37去除率（%）94.4097.40591.15第二天原水（mg/L）248.9275.8158.5出水（mg/L）10.522.838.60去除率（%）95.7798.9794.57从表中可知，活性污泥法和接触氧化法对苯酚都有较好的去除率，均可达到90%以上，使出水中的苯酚浓度降低到15mg/L以下。其中活性污泥法B池处理效果最好，出水苯酚含量为2.83mg/L，去除率达98.97%。第二天的去除效果要优于第一天，可能是因为反应器运行更加稳定。3.4.对COD的去除效果活性污泥法和接触氧化法连续运行两天，分别测量进水和出水中的苯酚浓度，结果如表4所示：表4COD去除效果一览表活性污泥法A活性污泥法B接触氧化法第一天原水（mg/L）555.5555.5217.3出水（mg/L）13.8912.0144.67去除率（%）97.5097.8379.45第二天原水（mg/L）615.6615.6409.9出水（mg/L）33.0326.2833.78去除率（%）94.6395.7391.76从表中可知，活性污泥法对COD有较好的去除率，A、B两个曝气池均可达到95%左右的去除率，接触氧化法在第二天也有较好的去除率，然而第一天的去除率仅为79.45%，其原因可能是因为原水COD较低，加之反应器运行不稳定。4.实验改进措施(1)由于污泥的沉降性能不甚理想，我们在测定COD时应对取出的上清夜进行过滤，以减少微生物的影响。(2)测定COD的时候采用COD速测仪，减少测定时间，提高测定效率；(3)培养更加适合去除酚类的菌群，提高去除效率，增加方法的可行性；(4)改变实验条件（如曝气量，流量，污泥停留时间），对比试验效果，讨论不同条件对处理效果的影响。5.结论采用生物接触氧化法处理含酚废水，获得了94.57％的酚去除率，达到了预期的处理效果；COD去除率第一天为79.45％，效果不理想。在含酚废水处理上，我们的生物接触氧化法实验仍存在不足之处，需要改进。参考文献：[1]佟丽萍,唐霞等.含酚废水处理方法的选择.工业水处理,1998,18(5):36-37.[2]于志勇.高级氧化技术在含酚废水处理中的应用.环境污染治理技术.2003,4(7):22-26.[3]杨君涛.含酚化工废水处理方法的探讨.氯碱工业.2000,8(8):30-33.[4]秦麟源，废水生物处理，上海，同济大学出版社，1989。[5]耿安朝等，废水生物处理发展与实践，沈阳，东北大学出版社，1997。[6]奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测.高等教育出版社，1995。