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技術(shù)文章

物化一體全程水處理器微生物生化法處理苯胺污水

閱讀:1880          發(fā)布時間:2015-1-11

1 處理工藝的確定

  1.1 污水水量、水質(zhì)

  苯胺采用硝基苯加熱至氣態(tài)和氫氣在催化劑作用下進行加氫反應制成粗苯胺,再通過精制、脫去粗苯胺中的水及高沸點物質(zhì)制成成品苯胺。污水來自還原和精制過程,產(chǎn)生量為0.5 m3/h,苯胺含量:汽提前濃度為 20000~30000 mg/L,汽提后為1000~2000mg/L,暴露空氣后污水成棕色,是目前較難處理的高濃度有機污水之一。

  1.2 處理工藝的選擇

 先后進行了汽提法、樹脂吸附法、碳素纖維吸附法、萃取法、苯胺甲醛縮合法、超聲波法和生化法試驗,汽提法能處理高濃度污水且能回收污水中的苯胺。生化法雖不宜處理高濃度污水,但對較低濃度苯胺污水卻是可行的,且處理后的排放水中苯胺含量和CODCr、色度均能達到國家排放標準,將兩法串聯(lián)是處理苯胺污水的*方法。 

  苯胺屬于較難生化降解的有機物,不易直接好氧分解。選擇厭氧—好氧串聯(lián)法,可利用厭氧生物使苯胺經(jīng)過酸化和甲烷化作用,分解為易降解產(chǎn)物,然后與好氧生物處理串聯(lián),使污染物除去。上流式厭氧污泥床反應器具有污泥顆?;?、處理效率高、相分離好等特點;好氧反應器中的間歇式活性污泥法具有投資少、處理水質(zhì)穩(wěn)定、能有效除去氮元素等特點,因而選用上述兩種反應器。 

  1.3 菌種

  苯胺分子中苯環(huán)的還原和斷裂以革蘭氏陰性微生物作媒介。用常規(guī)法培養(yǎng)的污泥中,基本不含有分解苯胺的優(yōu)勢菌種,所以選擇含有優(yōu)勢菌種的菌群是苯胺污水能否得到有效處理的關(guān)鍵。 

  菌種系從深海湖泊底部、化工廠周圍土壤及其它優(yōu)勢菌種(80多種)中選取部分菌種形成特定配比,從而形成特殊順序的食物鏈,利用各菌種互生、異生、代謝關(guān)系,分解特定的有機物。目前,菌種研究人員已掌握帶有多個質(zhì)粒的新菌株,利用降解性質(zhì)粒的相容性,把能夠降解不同有機物的質(zhì)粒組合到一個菌株中,組成一個多質(zhì)新菌株,這樣使一種微生物能降解多種污染物,且能完成降解過程中的多個環(huán)節(jié)。另外還可以通過結(jié)合轉(zhuǎn)移不帶降解性質(zhì)粒的菌株帶上質(zhì)粒,獲得降解能力,構(gòu)建出超級工程菌。菌種能處理上百種復雜的有機物,因此選定物化一體全程水處理器微生物作為菌種處理苯胺污水。

  2 生化中試試驗

  為了驗證污水處理工藝流程的可行性,進行了規(guī)模為20L/h的生化中試試驗。 

  3 工程應用

  3.1 工程設計參數(shù) 

  苯胺污水處理工程在中試基礎上放大50倍進行設計,基本流程與中試相似,但更加具有應變能力和可操作性,并且增加了廢水預處理系統(tǒng),各級出水均可回流,處理苯胺污水能力為20~30 m3/d,主要工藝控制參數(shù)和指標為:原水pH值7~8,厭氧和曝氣溫度15~45℃,原水COD≤7000 mg/L,厭氧時間48 h,曝氣時間20 h,壓縮空氣壓力0.2~0.4 MPa。

   4.1 菌種投加方式

  在工程施工中,將全部菌種投入?yún)捬醭刂校谘b置運行一定時間后,厭氧池中出現(xiàn)了污泥,說明H.S.B.菌種具有較強的適應性,好氧細菌在厭氧池中處于休眠狀態(tài),而厭氧細菌逐漸生長并相互結(jié)合成*的顆粒狀污泥而沉降,處于休眠狀態(tài)的好氧細菌由于懸浮在水中而被帶入好氧池,遇到適宜環(huán)境再生長,結(jié)合成絮狀污泥。 

  此種投加方式也說明厭氧菌群和好氧菌群除某些優(yōu)勢菌種外,大部分菌種是相同的。此外,定期補加少量菌種有利于系統(tǒng)的正常運行。 

  4.2 沖擊對菌種的影響 

  UASB系統(tǒng)的顆粒狀污泥和循環(huán)裝置,具有對一定的毒物沖擊的耐受性,但如果較長時間的高濃度污水進入系統(tǒng),菌種生長將受到抑制,并有可能形成單胞狀態(tài)而破壞生物聚集體(顆粒或絮狀),而且單胞狀態(tài)的菌種易隨污水流失。    

  在生化處理調(diào)試和運行中,經(jīng)常有大量泡沫產(chǎn)生的現(xiàn)象,其原因有以下幾類: 

  ① 由于C、N、P配比失衡或水中氧含量過高而破壞菌種生長平衡,諾卡氏菌種的過量生長將引起灰褐色和粘稠泡沫; 

  ② 菌種受毒物沖擊導致細胞破裂釋放原生質(zhì)而引起泡沫。 

  這兩種情況往往出現(xiàn)泡沫封池現(xiàn)象,須及時處理。 

 4.3 活性炭的作用 

  活性炭表面具有一定數(shù)量的羥基、醛基和羰基,易與細菌結(jié)合成為細菌的載體。UASB厭氧池中顆粒污泥的形成不依賴載體,但活性炭加入有利于吸附懸浮在水中的單胞菌種而避免菌種流失,而且對苯胺有一定的吸附作用和緩沖毒物沖擊的作用。由于頻繁排水和操作上的一些問題,適時補加少量活性炭是必要的。 

 4.4 污泥增長問題 

  菌種由于種類較全,分解能力較強,因而污泥產(chǎn)生量很少,如果在一定周期后適當增加曝氣時間,采用延時曝氣法,還將減少剩余污泥產(chǎn)生量。

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