1、微电解+ABR+接触氧化处理苯甲酸废水摘要采用微电解+ABR+接触氧化工艺进行处理苯甲酸。实验结果表明：采用微电解对废水进行预处理，不仅有效去除了 38 %的 COD，还大幅提高了废水的可生化性；微电解出水经 ABR 厌氧生物处理，COD 去除率达 75 %；最后经过二级接触氧化处理，出水 COD 为 100 以下，达到 GB8978-1996污水综合排放标准一级标准。关键词微电解；ABR 厌氧生化反应器；接触氧化；废水处理中图分类号X5 文献标识码A 文章编号1007-1865(2012)04-0115-02Treatment of Benzoic Acid Wastewater by Mi
2、croelectrolysis-ABR-Contact Oxidation ProcessGao Honggang, Shi Chaoqun, Wang Wei, Xu LinlanAbstract: Microelectrolysis-ABR-Contact Oxidation Process was used in the treatment of benzoic acid wastewater. The result showed that the removal rate of COD is about 38 % with -microelectrolysis, and the bio
3、degradability of the wastewater is greatly improved. In ABR, the removal rate of COD was 80 %. After treatment by two-stage contact oxidation, the COD in final effluent was less 100 mg/L, which can meet the first grade discharge standard in Integrated Sewage Discharge Standards(GB8978-1996).Keywords
4、: microelectrolysis；ABR；Contact bio-oxidation；wastewater treatment化工废水一直以来都是废水处理研究领域的热点和难点之一。苯甲酸是重要的有机化工原料，在医药、食品、化工方面具有广泛的应用。苯甲酸的排放给环境带来了严重的污染，开发有效的处理方法具有社会和经济意义。由于苯甲酸是具有毒性、酸性腐蚀性的化学物质，如果直接采用生物处理工艺将对微生物产生抑制性或毒性。该废水传统的处理方法包括：萃取法1-2和大孔树脂吸附法3-6。综合考虑废水的处理成本、处理效果等因素，本研究对某化工厂苯甲酸废水采用微电解预处理，该法以废铁屑为原料，经济实用，在
5、去除去除部分 COD 的同时，又破坏了苯甲酸的结构，大幅提高了废水的可生化性。微电解处理后再进入到生化系统进行生物处理，取得了较好的处理效果，为工程设计提供了依据。1 实验部分1.1 试剂及仪器石灰，H2SO4，NaOH：分析纯；ABR 生化反应器，接触氧化反应器。1.2 废水水质实验用水取自武汉某化工厂，废水水质：COD 为 2000030000 mg/L，pH 为 23。1.3 实验用菌种ABR 厌氧生化反应器和接触氧化反应器接种研发的高效复合菌种，该复合菌种包括：氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、短乳
6、杆菌(Lactobacillus brevis)、藤黄微球菌(Micrococcus leutus)、晕轮微球菌(也称喜盐微球菌， Micrococcus halobius) 、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、致金假单胞菌(Pseudomonas aureofaciens)、绿叶假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、硝酸还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)、核黄素假单胞菌(Pseudomonas riboflavina)、和敏捷假单胞菌 (Pseudomonas facilis)等，以活性炭为微生物载体。1.
7、4 工艺流程与装置废水处理工艺流程见图 1。图 1 工艺流程Fig.1 Technological process微电解反应器用 160 mm300 mm 的有机玻璃制成，加入块状的废铸铁。装入反应器里铸铁先用 NaOH 溶液清洗，再用 HCl 进行活化7。反应器底部装有曝气头。然后，将废水不调 pH 直接加入反应器里，每隔 1 h 取出一定量的水样用石灰调节pH 至 910 之间进行搅拌 15 min，混凝沉淀后测滤液的 COD，并将滤液加适量水稀释作为 ABR 反应器的进水。ABR 厌氧生物反应器为 UPVC 材质，中间用隔板隔成四个均等的单元格，总容积为 20 L，在每个单元格的底部加入
8、 0.5 kg 粒径为 36 目的活性炭颗粒作为微生物的载体。从上部进水，从另一端的上部出水。进水用计量泵控制流速来控制停留时间，水力停留时间约为 48 h，每天定时检测出水的 COD。加入菌种后，进行一周时间的驯化。两个好氧反应器均为柱状，容积为 20 L，内加 2 kg 粒径为 3080 目的活性炭颗粒作为微生物的载体。加入菌种后，进行 2 周曝气驯化，是菌种充分的负载在活性炭上。1.5 分析方法COD 采用重铬酸钾法测定。2 结果与讨论2.1 微电解实验微电解设备中的废铸铁的主要成分为铁和碳，铸铁在酸性废水中，随着铸铁被腐蚀不断的溶解，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电
9、池。原电池反应生成的 H 和 Fe2+等均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，能破坏有色废水中的发色物质的发色结构，达到脱色的目的；能使有机物断链，有机官能团发生变化，使废水的可生化性显著提高，为后续生化处理提供有利条件；经过微电解预处理后废水的酸度大大降低，减少了中和剂的使用量。微电解出水加碱调节 pH 后，铁的絮凝作用可凝聚废水中的悬浮物，另外，原电池周围的电场可附集废水中的胶体，从而去除部分的 COD8-9。在不加酸调节 pH 的条件下，考察微电解反应时间对 COD 去除率的影响。实验结果见图 2。图 2 反应时间对 COD 去除率的影响Fig.2 Variation of remov
10、al rate of with time由图 2 可知：随着微电解反应时间的增加，COD 的去除效率逐渐升高，但到 3 h 以后，COD 去除率基本稳定，不再继续升高，最高去除率为 38 %。这是因为刚开始时，废水的 pH 较低，溶液中所含的 H+和 Fe2+较多，氧化还原反应剧烈。随着反应时间的延长，pH 不断升高，生成的 H+和 Fe2+逐渐减少。同时，由于微电解材料用的是废铸铁块，表面积较小，所以，反应的时间较铁屑要长，但块状的不易板结。2.2 ABR 实验将微电解出水用石灰调节 pH 至 910 之间混凝沉淀后，加入适量的稀释水配制成不同 COD 浓度的废水，废水 COD 浓度分别为：
11、2000 mg/L，3000 mg/L，4000 mg/L，5000 mg/L，6000 mg/L，7000 mg/L，用计量泵打入 ABR 反应器。一种废水运行 5 d，COD 去除率达到一定数值后再换更高 COD 的进水，当进水达到 7000mg/L 后，连续进水 12 d。停留时间控制为 48 h。处理效果如图 3 所示。由图 3 可知，COD 的去除率基本是随着运行时间的延长而增加；进水的第 1 天 COD 的去除率均在 30 %以上，到第 5 天，COD 去除率达到了 60 %80 %。这说明 ABR 反应器里的微生物群体对该废水的生化性较好。当进水 COD 达到 7000 mg/L
12、 时，更进行了 12 d 的进水，从第 5 天开始，COD 去除率基本稳定在 75 %左右，出水基本稳定在 1700mg/L 左右。基本达到了预期的效果，为后续的生化处理奠定了基础。图 3 ABR 实验结果Fig.3 The lab result of ABR reaction2.3 接触氧化实验ABR 出水进入一级接触氧化反应器，停留时间为 24 h，废水处理结果见图 4。由图 4 可见，一级接触氧化反应出水 COD 是随着运行时间的延长而降低，COD 去除率基本保持在80 %90 %，这说明接触氧化的处理效果较好。一级接触氧化出水再进入二级接触氧化反应器，停留时间为 24 h，COD 去除
13、效果见图 5。实验结果表明，出水无色透明，COD 去除率在 80 %90 %之间，出水 COD 在 100 mg/L，实现达标排放。图 4 一级接触氧化实验结果Fig.4 The lab result of the first class Bio-contact oxidation frocess图 5 二级接触氧化实验结果Fig.5 The lab result of the two class Bio-contact oxidation frocess3 结论(1)废水较低的 pH 有利于微电解反应的进行，在废水不调 pH 的条件下进行微电解反应，COD 去除率可达到 38 %，可生化性大
14、大的提高，为废水的后续生物处理创造了有利条件。(2)当 ABR 进水 COD 达到 7000 mg/L，停留时间为 48 h 时，去除率为 75 %。(3)COD 为 7000 mg/L 以下的苯甲酸废水经过 ABR+二级接触氧化工艺处理后，最终出水小于 100 mg/L，达到 GB8978-1996污水综合排放标准一级标准。参考文献1秦炜，王升，梅帆，等苯甲酸生产废水的处理与资源化J环境科学，2004，25(4)：78-812李振宇，秦炜，黄焱，等溶剂萃取法对苯甲酸废水预处理的研究J环境科学，2001，22(5)：79-823朱桂琴，赵娜，郭芬芬H-103 大孔吸附树脂处理废水中苯甲酸的研究
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