H.S.B.微生物生化法处理苯胺污水
摘要:通过对苯胺污水处理方法的试验筛选,确定了汽提—生化法处理工艺流程。生化处理采用具有能 代谢难降解有机物能力的H·S·B.菌种和UASB与SBR法串联的工艺。中试及工程运行结果表明处理后的 苯胺污水苯胺去除率>99%,CODcr<100 mg/L。
关键词:H·S·B;生化处理;苯胺污水
概述
南京化学工业有限公司采用硝基苯气相催化加 氢工艺生产苯胺产生的苯胺污水,苯胺浓度高达 30 000 mg/L,处理难度大。对此水先后采用汽提法、 树脂吸附法、超声波法、萃取法、碳纤维吸附法、 氧化法和化学反应法等进行处理试验,效果均不理 想。后采用汽提—生化法工艺,将高浓度的苯胺污 水经汽提回收后,再进行生化处理,菌种选用引进 台湾的H·S·B.微生物菌种, 1998年2月苯胺污水 生化处理装置建成、投运,装置出水浓度低于国家 排放标准,并于1998年9月顺利通过南京市环保 局的验收。
1处理工艺的确定
1·1污水水量、水质
苯胺采用硝基苯加热至气态和氢气在催化剂作 用下进行加氢反应制成粗苯胺,再通过精制、脱去粗 苯胺中的水及高沸点物质制成成品苯胺。污水来自 还原和精制过程,产生量为0·5 m3/h,苯胺含量:汽 提前浓度为20 000~30 000 mg/L,汽提后为1 000~ 2 000 mg/L,暴露空气后污水成棕色,是目前国内外 较难处理的高浓度有机污水之一。
1·2处理工艺的选择
从1993年至1997年的4年中,为选择较好的 治理方法,攻关小组先后进行了汽提法、树脂吸附 法、碳素纤维吸附法、萃取法、苯胺甲醛缩合法、超声 波法和生化法试验,试验定性结果见表1。
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汽提法能处理高浓度污水且能回收污水中的苯 胺。生化法虽不宜处理高浓度污水,但对较低浓度 苯胺污水却是可行的,且处理后的排放水中苯胺含 量和CODcr、色度均能达到国家排放标准,将两法串 联是处理苯胺污水的最佳方法。 苯胺属于较难生化降解的有机物,不易直接好 氧分解。选择厌氧—好氧串联法,可利用厌氧生物 使苯胺经过酸化和甲烷化作用,分解为易降解产物, 然后与好氧生物处理串联,使污染物除去。上流式 厌氧污泥床反应器具有污泥颗粒化、处理效率高、相 分离好等特点;好氧反应器中的间歇式活性污泥法 具有投资少、处理水质稳定、能有效除去氮元素等特 点,因而选用上述两种反应器。
1·3菌种
资料[1]显示,苯胺分子中苯环的还原和断裂以 革兰氏阴性微生物作媒介。用常规法培养的污泥 中,基本不含有分解苯胺的优势菌种,所以选择含 有优势菌种的菌群是苯胺污水能否得到有效处理的 关键。 H·S·B.菌种系从深海湖泊底部、化工厂周围土 壤及其它优势菌种(80多种)中选取部分菌种形成 特定配比,从而形成特殊顺序的食物链,利用各菌种 互生、异生、代谢关系,分解特定的有机物。目前, H·S·B.菌种研究人员已掌握带有多个质粒的新菌 株,利用降解性质粒的相容性,把能够降解不同有机 物的质粒组合到一个菌株中,组成一个多质新菌株, 这样使一种微生物能降解多种污染物,且能完成降 解过程中的多个环节。另外还可以通过结合转移不 带降解性质粒的菌株带上质粒,获得降解能力,构建 出超级工程菌。H·S·B.菌种能处理上百种复杂的有 机物[2],因此选定H·S·B.微生物作为菌种处理苯 胺污水。
2生化中试试验
为了验证污水处理工艺流程的可行性,进行了 规模为20 L/h的生化中试试验。
3工程应用
………………
4 H·S·B.法处理苯胺污水的一些探讨
4·1菌种投加方式
在工程施工中,将全部菌种投入厌氧池中,在装 置运行一定时间后,厌氧池中出现了污泥,说明 H·S·B.菌种具有较强的适应性,好氧细菌在厌氧池 中处于休眠状态,而厌氧细菌逐渐生长并相互结合 成特有的颗粒状污泥而沉降,处于休眠状态的好氧 细菌由于悬浮在水中而被带入好氧池,遇到适宜环 境再生长,结合成絮状污泥。
此种投加方式也说明厌氧菌群和好氧菌群除某 些优势菌种外,大部分菌种是相同的。此外,定期补 加少量菌种有利于系统的正常运行, 1999年该污水 处理装置补加过一次。
4·2毒物冲击对菌种的影响
UASB系统的颗粒状污泥和循环装置,具有对一 定的毒物冲击的耐受性,但如果较长时间的高浓度 污水进入系统,菌种生长将受到抑制,并有可能形成 单胞状态而破坏生物聚集体(颗粒或絮状),而且单 胞状态的菌种易随污水流失。
4·3泡沫问题
在生化处理调试和运行中,经常有大量泡沫产 生的现象,其原因有以下几类: ①由于C、N、P配比失衡或水中氧含量过高而 破坏菌种生长平衡,诺卡氏菌种的过量生长将引起 灰褐色和粘稠泡沫; ②菌种受毒物冲击导致细胞破裂释放原生质 而引起泡沫。 这两种情况往往出现泡沫封池现象,须及时处 理。
4·4活性炭的作用
活性炭表面具有一定数量的羟基、醛基和羰基, 易与细菌结合成为细菌的载体。UASB厌氧池中颗 粒污泥的形成不依赖载体,但活性炭加入有利于吸 附悬浮在水中的单胞菌种而避免菌种流失,而且对 苯胺有一定的吸附作用和缓冲毒物冲击的作用。由 于频繁排水和操作上的一些问题,适时补加少量活 性炭是必要的。
4·5污泥增长问题
H·S·B.菌种由于种类较全,分解能力较强,因 而污泥产生量很少,如果在一定周期后适当增加曝 气时间,采用延时曝气法,还将减少剩余污泥产生 量。
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