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CWL-M萃取设备生物法处理含酚废水的研究

编辑:管理员    发布时间:2016/5/30 17:28:53

CWL-M萃取设备生物法处理含酚废水的研究

3.1厌氧生物处理技术

    1)完全厌氧法:由于活性污泥耐受煤气废水冲击负荷的能力较差,而且能耗较大,近年来人们对煤气废水的厌氧处理进行了许多尝试,其主要研究方向是用完全厌氧法处理稀释后的煤气废水完成产甲烷反应而使废水得到稳定.

    Fedork等曾进行过煤气废水厌氧生物处理可行性研究,试验用水水质如表2.4所示。试验表明,当采用6%的配水比时,能进行正常的甲烷发酵,当配水比大于8%~10%时,厌氧发酵不能进行。Suidan等进行了采用两级厌氧滤柱(填料分别为弧鞍形和颗粒活性炭)和一级活性污泥消化单元处理煤气站废水试验。两级滤柱空床停留时间分别为43h23.6h,消化池水力停留为48h,当进水COD7643m叭,酚浓度为207m叭时,厌氧系统出水COD和酚浓度分别可以达到300mm酬呀口0.08mg/L.,全系统对DOC、总COD去除率可分别达到98.9%97.4% .

 

 

 

 

    目前单独采用厌氧生物法处理含酚废水在实际生产中还很少应用,主要原因由于该方法存在以下几个缺点:OcoD去除率较低;②产甲烷菌易受煤气废水中有机成分抑制;③所需稀释比例较大;④处理时间较长。因此一般是将厌氧生物法作为预处理阶段与其他方法联合使用。

    2)不完全厌氧法:有机物厌氧分解主要经历两个阶段:酸性发酵和碱性发酵阶段。通过酸性发酵虽然未使有机物得到彻底稳定,但却能使其化学结构发生改变,因此有可能提高其生物降解性能使之易于为好氧法处理。

    研究表明焦化废水经厌氧酸化后,杂环化合物如叫噪、哇琳、多环芳香族化合物如危烯、脂链禁和脂环化合物都有明显的减少,同时产生了大量如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等低分子有机酸,此外还生成环己酮、正十二烷基二酸等有机物,使废水可生化性大大提高,焦化废水经6h厌氧酸化和6h好氧曝气处理后,C0}TOC去除率与普通活性污泥法(6h曝气处理)相比,分别提高了29.9%20%,可见厌氧酸化是含酚废水有效的处理方法。2.2.3.2活性污泥法

活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的好氧菌及其他原生动物对水中酚类物质进行吸附和氧化分解,把有害物质转变为稳定的无害物质。其优点是:设备简单,处理效果好,受气候条件影响小等;缺点是预处理要求高,运行开支较大。Sami Sarfaraz[77}采用SBR工艺处理酚浓度为1050m终的废水,总曝气时间设定为6 h,酚去除率可达80%以上,且对COD以及氨氮保持较高的去除率。而Chin-Han Chan[}s}采用SBR工艺处理100mg/L} I OOOmg/L浓度含酚废水时,将SBR分为填充、反应,处理和再生四个阶段,分别考察了在填充阶段进行曝气和不曝气两种情况,发现填充阶段采用曝气的系统降解酚的反应时间比不曝气系统要快,且酚处理效果更优,这也为SBR研究提供了新方向。

3生物膜法

    生物膜法是利用生物滤池中附着在过滤介质表面上的微生物粘膜来处理废水的方法。在处理废水过程中,当废水流过生物滤池时,过滤介质吸附废水中的酚等有机物,使微生物在过滤介质表面很快繁殖起来,这些微生物进一步吸附悬浮状胶体或溶解性物质,逐渐形成了生物膜。生物膜能吸附废水中的酚等有机物,并在有氧存在的条件下,通过生物氧化作用使废水中的有机物质分解,废水经处理后可以排放或作污水灌溉。2.2.3.4生物接触氧化法

生物接触氧化法(ASFF) Igo]兼有生物膜法和活性污泥法的优点,在染料废水的处理中已取得良好的效益。该法采用人工曝气和将填料完全浸没在污水中的手段,使微生物以固定生物膜的形态附着于填料表面,与所需净化的污水相接触,从而对水中有机污染物进行降解与转化。

5生物流化床

近年来,国内外将膜分离技术与生物反应器相结合用于废水处理的研究日益广泛,这种新型膜生物反应器的显著优势在于结构紧凑、废水纯度高,显示出了良好的应用前景。A. Venu Vinod采用生物流化床技术成功使水中酚浓度从1250ppm降至50ppm以下。Wlodzimierz Sokol等将生物固定化技术与三相生物流化床相结合,用于新型高效含酚废水生物处理技术的研究,发现载气速度为0.041m/s,停留时间为45h,pH控制在6.5~7.0时,温度选择28~30摄氏度,废水COD53400mg/L降为950mg/L,去除率高达98%,并且系统对苯酚也有很高的去除率,为开发简便、高效、经济性能更佳的含酚废水处理技术奠定基础。而沈齐英等[Is3]利用三相生物流化床对人工含酚废水和燕山石化集团炼油厂含酚废水进行实验室模拟降解试验,生物颗粒使用海藻酸钠、氯化钙和从活性污泥筛选驯化的四种细菌用微生物包埋法制作。研究结果显示,在3h时段内对酚的降解显著,t}test P<O.OI,并且用海藻酸钠、氯化钙为主要原料制作生物颗粒可以大大降低处理成本。所以,生物包埋法制备的固体微生物颗粒在三相生物流化床处理技术中应用前景广阔,开发意义重大。

6.酶处理技术

酶是一种高效专一的生物催化剂,自20世纪80年代起,开始了将酶技术用于废水处理的研究。选用适宜的酶来催化降解含酚废水己有大量报道,如用酪氨酸酶可以使苯酚得到100%的降解[fs41;用辣根过氧化物酶[85}处理含酚330m叭的废水,酚去除率可达97%}99%。由于水溶性酶属于一次性消耗,导致处理成本高,为降低成本、提高酶酶的固定化技术将是该领域的研究重点。

7固定化细胞技术

普通活性污泥法中微生物易流失、细胞对毒物的承受能力低。近十几年来,国内外开展了将固定化细胞技术用于废水处理的探索研究。朱柱等[88]用红砖碎粒为载体固定脱酚菌,可将该菌种24h最大耐酚能力由游离细胞的不足180m叭提高到固定细胞的820m留左右,脱酚菌经固定后,反应速率增大,降解酚的能力大大增强。Kai. CheeLoh等用Pseudomonas putida美国型技术49451构造的固相细胞膜反应器处理苯酚废水,可使浓度高达2000}3500m叭的酚完全降解,而悬浮状态下的Pseudomonas putida只能利用<1000m叭的酚。

固定化细胞技术还处于研究阶段,要投入实际应用,还面临许多问题,如固定化细胞的侵蚀,致使固定化载体被破坏,微生物析出;以及如何在提高固定化细胞稳定性的同时,保持固定化细胞原有的降解活性等问题。

组合技术

1吸附技术与臭氧氧化技术的结合

    为克服吸附法再生困难和臭氧氧化法臭氧利用率低的缺点,人们将吸附与臭氧氧化法结合起来,各取其长,互补其短。选取一种优良的吸附剂,利用它对废水中的污染物具有极强的吸附浓缩功能来去除废水中的污染物,再利用臭氧的强氧化性,氧化分解吸附剂上的污染物,使吸附剂再生,从而提高两者的利用效率。有关这一方面的探讨也有报道,例如X. Qu采用03-ACF联用技术,使ACF比表面积增加,孔数增加,孔径减小,酚处理效果大大增加,对于100mmg/L酚水,酚和COD去除率分别可达99%95%

臭氧一活性炭工艺将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒4种技术合为一体。它的第一次联合使用是1961年在德国DusseldorfAmstaad水厂中开始的,它的成功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。德国的成功经验逐步在邻国传播和发展起来,并得到不断完善。该技术于20世纪70年代传人我国,并从20世纪80年代开始应用该项技术。其中以北京田村山水厂、九江炼油厂生活水厂为代表。这些成功的实例,都从一定的角度说明这项联合技术有其独特的优势。

2吸附技术与光催化技术的结合.

在活性炭吸附与光催化技术的结合方面,国内外的研究人员均进行了许多探索。他们的研究成果表明,由于活性炭载体的吸附能力为光催化反应提供高浓度环境,提高了光催化反应的速率。于此同时,由于光催化反应在常温常压下进行,被吸附的污染物在光催化剂作用下参与氧化反应,使活性炭在污染物环境中即被再生,也就是原位再生。然而,由于光催化剂(Ti42)必须在紫外光照射的条件下才可以发挥其光催化作用,且只有存在于活性炭表面,被光照射到的催化剂才能发挥作用,导致催化剂和光源的利用率较低,因此对光催化剂进行改性,使其从利用激发光向可见光移动,而有利于使用低价的光源。

3高级氧化组合过程

高级氧化组合过程包括:臭氧与紫外辐射结合法(O3/UV),双氧水与紫外辐射结合法雌H2O2/UV),臭氧与双氧水结合法((O3/H2O2),臭氧、双氧水与紫外辐射结合法以及紫外辐射、Fenton试剂与催化氧化结合法(UVIFenton/TiOz ) 等,这些方法均产生大量的强氧化剂·OH自由基,其诱人之处在于能与废水中的污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和无害盐,不产生二次污染;过程容易控制,能满足处理需要。高级氧化处理过程也可与生化处理相结合,如作为生化处理的前、后处理,可降低处理成本并提高臭氧利用率。

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