曝氣生物流化床處理苯酚-間甲酚混合廢水的研究

楊健 宋玉棟 楊婧暉 陳林

摘要：本研究采用曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚的混合廢水，并考察ABFT反應(yīng)器對(duì)苯酚-間甲酚的混合廢水處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)證明，曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚混合廢水取得了良好的效果，水里停留時(shí)間短 （8h）負(fù)荷較大（總酚濃度400ppm）的條件下，最終出水的COD濃度為24.3ppm，出水苯酚濃度為0.5ppm，出水間甲酚濃度為0.17ppm，均達(dá)到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。ABFT工藝具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力，出水水質(zhì)穩(wěn)定;生物相以絲狀菌占優(yōu)，桿菌和球菌的數(shù)量也很大，附著生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：曝氣生物流化床;苯酚;間甲酚;微生物膜

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.066

Study on treatment of phenol-m-cresol mixed wastewater by aerated biological fluidized bed

Yang Jian1， Song Yudong2， Yang Jinghui2， Chen Lin3

（1.Changsha Environmental Protection Vocational and Technical College， Changsha Hunan 410000，China; 2.China Academy of Environmental Sciences，Changsha Hunan 410006，China;3.Hu'nan Environmental Engineering Assessment Center，Changsha Hunan 410006， China）

Abstract： In this study， the aerated biological fluidized bed process was used to treat the mixed wastewater of phenol-m-cresol， and the effect of ABFT reactor on the treatment of mixed wastewater of phenol-m-cresol was investigated. The experiment proves that the aerated biological fluidized bed process has a good effect on the treatment of phenol-m-cresol mixed wastewater. The COD of the final effluent is obtained under the condition of short residence time （8 hours） and large load （total phenol concentration of 400 ppm）. The concentration was 24.3ppm， the effluent phenol concentration was 0.5ppm， and the effluent cresol concentration was 0.17ppm， which met the national first-level discharge standard. The ABFT process has good impact load resistance， and the effluent water quality is stable; the biological phase is dominated by filamentous bacteria， and the number of bacilli and cocci are also large， and the growth is attached.

Key words： Aerated biological fluidized bed; Phenol; m-cresol; Microbial membrane

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

（1）生物載體。流化介質(zhì)采用了立方體改性聚胺酯多孔生物載體，具有網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)的高分子合成材料，具有反應(yīng)性、親水性、通透性、高比表面積等特點(diǎn)，同時(shí)其空間懸臂及網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)能與微生物和酶形成價(jià)鍵結(jié)合，經(jīng)過(guò)改性后，填料纖維表面帶正電荷，而微生物自身多帶有負(fù)電荷，因此有利于生物膜的掛附及穩(wěn)定。

（2）實(shí)驗(yàn)廢水。本實(shí)驗(yàn)采用自配模擬苯酚-間甲酚混合廢水進(jìn)行試驗(yàn)，模擬水樣主要組分配比為：苯酚210 mg/L，間甲酚50 mg/L。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)裝置由四個(gè)有效容積為6L的相同曝氣生物流化床串聯(lián)組成。每個(gè)流化床中裝有多孔方形微生物載體填料，占流化床有效容積的33%左右。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

該實(shí)驗(yàn)歷時(shí)42d，設(shè)計(jì)總酚濃度400ppm的情況下進(jìn)行自配水實(shí)驗(yàn)，考慮到實(shí)際廢水，確定進(jìn)水苯酚及間甲酚的投加比為3：1，分別為苯酚：300mg/L，間甲酚：100mg/L。水力停留時(shí)間還是保持設(shè)置為每個(gè)流化池2h，反應(yīng)器總水利停留時(shí)間為8h，跟蹤監(jiān)測(cè)該反應(yīng)器對(duì)苯酚-間甲酚混合廢水的適應(yīng)過(guò)程以及描述反應(yīng)器各池填料的微生物相的大體情況。

1.4 分析方法

實(shí)驗(yàn)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為苯酚、間甲酚及微生物相，分析方法采用GC-MS和掃描電鏡測(cè)定。

2 實(shí)驗(yàn)分析與討論

2.1 ABFT對(duì)總酚處理效果分析（如圖1）

經(jīng)過(guò)ABFT處理后總酚的濃度由進(jìn)水時(shí)的400ppm降為0.15ppm左右，其中一號(hào)池出水總酚平均降解率可達(dá)到70%～80%。二號(hào)池總酚出水平均降解率可達(dá)到99%，三號(hào)池出水總酚降解率達(dá)到99.9%以上。

2.2 ABFT對(duì)苯酚處理效果分析

進(jìn)水苯酚檢測(cè)濃度在200ppm左右，一號(hào)池出水苯酚去除率總體在50%～60%左右，二號(hào)池出水苯酚去除率總體在90%以上，三號(hào)池出水苯酚去除率總體在95%以上，四號(hào)池出水苯酚去除率總體在96%以上。

2.3 ABFT對(duì)間甲酚處理效果分析

進(jìn)水間甲酚檢測(cè)濃度在80 ppm左右，一號(hào)池出水間甲酚去除率總體在70%～90%左右，二號(hào)池出水間甲酚去除率總體在98%以上，三號(hào)池出水間甲酚去除率總體在99.5%以上，四號(hào)池出水間甲酚檢測(cè)濃度在0.04～0.4ppm左右，去除率總體在99.9%以上。

2.4 影響因素的討論

主要的環(huán)境影響因子有溫度、DO等，由于進(jìn)水負(fù)荷變化較大，同時(shí)受溫度、DO等影響，1號(hào)池出水水質(zhì)變化較大，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)填料掛膜成功后，各池出水，尤其是2、3、4號(hào)池出水相當(dāng)穩(wěn)定，出水達(dá)標(biāo)。說(shuō)明該反應(yīng)器處理含苯酚-間甲酚廢水具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力。

2.5 微生物相觀察及分析

圖4 1號(hào)池填料生物膜生物相

圖5 4號(hào)池填料微生物相

經(jīng)過(guò)四十多天的運(yùn)行，證明反應(yīng)器可以穩(wěn)定的運(yùn)行，間甲酚-苯酚混合廢水最終出水穩(wěn)定后拍攝填料表面及內(nèi)部的微生物相照片如圖所示。

1號(hào)池填料表面微生物量巨大，主要為絲狀菌，球菌及桿菌，絲狀菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)，并有大量的鐘蟲(chóng)附著生長(zhǎng);大量鐘蟲(chóng)的存在說(shuō)明經(jīng)1號(hào)池處理后，水質(zhì)得到明顯改善，苯酚及間甲酚大部分被降解。4號(hào)池填料表面生物量較 1號(hào)池少，顯微鏡下表面可見(jiàn)以絲狀菌，球菌和短桿菌為主的微生物，還有大量的其他的原生動(dòng)物還后生動(dòng)物， 如輪蟲(chóng)，鐘蟲(chóng)，變形蟲(chóng)等，說(shuō)明出水水質(zhì)很好。

3 結(jié)論

（1）用曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚混合廢水取得了良好的效果，水里停留時(shí)間短（8h）負(fù)荷較大（總酚濃度400ppm）的條件下，最終出水的COD濃度為24.3ppm，出水苯酚濃度為0.5ppm，出水間甲酚濃度為0.17ppm，均達(dá)到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）ABFT工藝具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力，最終出水水質(zhì)穩(wěn)定， 且保持很高的處理率。（3）ABFT反應(yīng)池填料表面生物相以絲狀菌占優(yōu)，桿菌和球菌的數(shù)量也很大，且以填料基質(zhì)和絲狀菌為附著點(diǎn)生長(zhǎng)。

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收稿日期：2019-05-14

作者簡(jiǎn)介：楊?。?985-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)樗廴局卫怼?/p>