苯胺廢水生物處理方法

苯胺作為一種重要的有機化工原料和化工產(chǎn)品，由其制得的化工產(chǎn)品和中間體有300余種，廣泛應用于染料、農業(yè)、醫藥、軍工等行業(yè)，其本身也可作為黑色染料使用。國內眾多染料廠(chǎng)、農藥廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)及其它化工廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生各類(lèi)苯胺廢水，其質(zhì)量濃度可達數千mg/L。由于苯胺對生態(tài)生物的毒性，其已經(jīng)被列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”中，在排水中要求嚴格控制，我國規定的污水綜合排放標準中苯胺類(lèi)物質(zhì)的最高允許排放濃度為5.0mg/L。

目前隨著(zhù)化工工業(yè)的發(fā)展，苯胺的需求明顯上升，由此進(jìn)入環(huán)境的量也會(huì )越來(lái)越大。如何減少苯胺對環(huán)境的污染，已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注。目前國內外對苯胺廢水的處理主要有物理，化學(xué)，生物等方法.苯胺廢水的毒性強,生物降解性差,現有的生化處理系統難以有效去除污染,但隨著(zhù)高效苯胺降解菌的篩選分離,生物處理方法具有很大的潛力。

一、實(shí)驗

1.1實(shí)驗材料及儀器
自制厭氧塔（UASB），恒溫水浴鍋（JY-501型，最高使用溫度：95，電壓：220V，功率：15Kw），DHL-A電腦恒流泵（微量），電動(dòng)式空氣壓縮機（功率：20W，電壓：220V/50Hz，進(jìn)氣量：55L/min）,數字式實(shí)驗室酸度計PHS-3CT，調解池，溫控儀，好氧池（SBR），一般實(shí)驗儀器等。

藥品：苯胺，磷酸二氫鉀，氯化銨，葡萄糖，甲醇

1.2 實(shí)驗研究?jì)热菁皩?shí)驗分析項目和方法
本課題研究以UASB反應系統為依托,采用實(shí)驗室馴化得到的降解細菌強化處理含高濃度苯胺廢水,研究其苯胺降解能力和絮凝特性,并考察其生物強化效能。通過(guò)實(shí)驗室馴化得到可以高效降解苯胺的菌種，實(shí)現高效、節能、環(huán)保的處理苯胺廢水的目的，并將試樣結果應用到實(shí)際生產(chǎn)中。通過(guò)實(shí)驗計算出處理30噸含苯胺300mg/l的廢水所需要的UASB設備容量，并以液相色譜法測定廢水中苯胺的濃度來(lái)研究廢水的生物處理。通過(guò)實(shí)驗計算出處理30噸含苯胺300mg/l（測COD=750mg/l）的廢水所需要的UASB設備容量，并設計出合理的工藝流程。

1.2.1實(shí)驗條件 
厭氧折流板反應器(UASB)和曝氣設備(SBR)的實(shí)驗底物均采用化工廠(chǎng)生產(chǎn)的苯胺廢水，水樣配制中補充少量N，P，正常運行中滿(mǎn)足COD:N:P=100:5:1,調節PH值在6.0-8.0之間,以保證反應器正常運行。

1.2.2污泥馴化
試驗廢水為模擬苯胺溶液,試驗污泥取自濱化水處理廠(chǎng)的曝氣池回流污泥,取回的活性污泥曝氣24h后沉降30min,棄去上清液,將所取的泥水混合物3L加到反應器中,然后稱(chēng)取一定量的分析純苯胺,與自來(lái)水5L(包括100mLNH4Cl和KH2PO4混合而成的V(C)∶V(N)∶V(P)=100∶5∶1營(yíng)養液)混合均勻加至反應器中,進(jìn)行培養馴化.馴化初期控制CODCr在300mg/L左右,每?jì)尚�時(shí)取樣測COD濃度,當COD去除率上升后,逐步提高苯胺溶液的濃度,使進(jìn)水混合后CODCr達到2000mg/L左右.苯胺進(jìn)水濃度過(guò)高,表現出有毒有機物對生物的抑制效應,影響污染物的去除效果,因此,試驗控制進(jìn)水混合后CODCr為2000mg/L左右.

1.2.3污泥馴化期間的試驗研究
馴化期間，逐漸增加苯胺廢水的量，每變化一次廢水維持五天，待運行穩定后再次改變化工廠(chǎng)廢水的量，各階段馴化結束后出水苯胺含量及COD含量見(jiàn)下表。馴化期間各階段廢水中苯胺含量及相應出水苯胺含量和COD含量。

由表1可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的馴化后，其中的微生物能夠去除大部分的苯胺，COD全部降到100mg/L,以下可知，苯胺得到了有效降解。

1.2.4測定項目及方法
濃度液相色譜法測定苯胺廢水中苯胺的濃度。

PH值廣泛試紙(1-14)和精密試紙(5.0-9.0)和數字式實(shí)驗室酸度計PHS-3CT。

水溫水銀溫度計(1-100℃)和溫控儀。

1.2.5水樣的取樣及分析
實(shí)驗中采用分時(shí)取樣的方法,每天早8時(shí)至晚8時(shí)每2小時(shí)取一次樣,并對樣品編號,兩天一周期對樣品進(jìn)行分析。采用液相色譜對所取樣品進(jìn)行濃度分析，確定廢水中的苯胺的含量，從而了解苯胺的降解情況。

二、工藝流程
苯胺廢水進(jìn)入調節池[11]進(jìn)行預處理，用在線(xiàn)PH測定儀[10]及溫控儀調節其PH和溫度，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)[a]，啟動(dòng)離心泵[9]，將廢水打入UASB反應裝置[13]進(jìn)行厭氧反應，即污泥處理。調節池上方按有加藥裝置[12]，定時(shí)定量加藥。UASB裝置中應設有取樣口[6]，觀(guān)察口[8]，排泥口[4]，放空閥[7]，集氣裝置[14]，為了更好的控制反應條件還要設置壓力表[P]，溫控儀[T]，液位計[L]等。厭氧污泥中含有的厭氧菌可將苯胺的苯環(huán)打開(kāi)，從而達到廢水處理的目的。從厭氧裝置出來(lái)的水經(jīng)過(guò)水封裝置[5]去除厭氧過(guò)程產(chǎn)生的沼氣后，進(jìn)入好氧裝置進(jìn)行好癢處理，也是污泥處理，好氧菌能消耗苯胺中的N，從而降低苯胺的含量，再通過(guò)測廢水中苯胺的值來(lái)確定出處理后廢水中苯胺的濃度。

UASB反應器主體部分從功能上可分為兩個(gè)區域，即反應區和氣液固三相分離區。反應區又包括厭氧污泥床和懸浮污泥層，含有大量沉降性能良好的顆粒污泥和絮狀污泥。廢水盡可能均勻地從反應器底部進(jìn)入，通過(guò)厭氧污泥床與顆粒污泥充分接觸，發(fā)生厭氧發(fā)應，產(chǎn)生沼氣。由于廢水的向上流動(dòng)和產(chǎn)生的大量氣體的上升形成了良好的自然攪拌作用，使一部分污泥在反應區的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區后，附著(zhù)在顆粒污泥上的氣泡撞擊到分離區中三相分離器氣體反射板的底部，與污泥和廢水發(fā)生分離，被收集在反應器頂部三相分離器的集氣室內:釋放氣泡后的顆粒污泥由于重力作用沉淀到污泥層的表面，返回反應區:液體則經(jīng)出水堰流出反應器。UASB反應器的正常運行需要三個(gè)重要的前提[19]:(1)反應器內形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥,(2)生產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用,(3)設計合理的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應器內.

污泥顆�；�是UASB運行是否正常的關(guān)鍵。培養出沉降性能良好的厭氧顆料污泥，需要適當調節堿度和適時(shí)調整水力負荷，以及控制COD,N,P的比例。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

三、總結

苯胺廢水的處理技術(shù)在不斷發(fā)展,除樹(shù)脂、活性炭外其他的吸附材料不斷得以開(kāi)發(fā),高級氧化技術(shù)[13]-[15]的發(fā)展使苯胺得以完全降解,生物技術(shù)的不斷發(fā)展使通過(guò)微生物降解苯胺成為可能,從而降低了苯胺廢水處理的費用。但總的來(lái)說(shuō),目前對苯胺廢水的處理研究尚不能應用到實(shí)際工程中,如何綜合應用各種技術(shù)以達到高效、經(jīng)濟的處理目的,仍是今后所需要研究的課題。

在參閱國內外有關(guān)資料的基礎上，結合設計經(jīng)驗，對UASB反應器的工藝設計進(jìn)行了綜述、歸納，包括:反應器約容積、高度、進(jìn)水系統、三相分離設備等幾部分.并提出了可供參考的設計準則和設計參數.UASB反應器在我國的應用還處于起步階段，因本身特有的優(yōu)越性，其應用范圍會(huì )越來(lái)越廣泛的[20].吸收國外的成功設計經(jīng)驗，結合我國的具體情況，設計出適合我國廢水治理的UASB反應器，對于推動(dòng)我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展是很有競義的.當然，在進(jìn)行UASB反應器的設計時(shí)尚有許多地方需要改進(jìn)和完善。目前將傳統的UASB反應器與好氧生物流化床結合起來(lái)，研制一種處理效率高、操作簡(jiǎn)單、占地而積小、成本較低的三相流化床處理設施，以適應于廢水的處理，解決目前廢水難于集中處理的問(wèn)題。由此看來(lái)，研制出厭氧和好氧處理結合于一體的工藝設各將會(huì )有較好的應用前景。