电磁-好氧MBR降解印染达标尾水中微量萘、菲的研究
摘要：采用新型电磁-好氧膜生物反应器(ElectromagneticAerobicMembraneBioreactor,EMAMBR)处理达标印染尾水中微量多环芳烃类污染物—萘、菲,比较了好氧MBR(AerobicMembraneBioreactor)、电-好氧(ElectricAerobicMembraneBioreactor)和EMAMBR3种体系的降解效果,探讨了电流强度、HRT和初始pH对EMAMBR降解尾水中萘、菲的影响,初步分析了萘、菲的降解途径.结果表明:与其它两个体系相比,EMAMBR对尾水中萘、菲的平均去除率可提高30%~60%;适当增加电流强度和水力停留时间均能提高对萘、菲的处理效果;在电流强度I、尾水pH和HRT分别为20mA、6.5~7.5和4h条件下,EMAMBR对尾水中萘(2.77~4.75μg·L-1)和菲(2.0~8.0μg·L-1)的降解率均在75%以上,出水中总PAHs浓度满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求.萘的降解是由水杨酸途径,菲的降解则是由邻苯二甲酸和水杨酸两种途径来实现的.
关键词：电，磁生物载体，好氧膜生物反应器，萘，菲
萘、菲属于美国环保局优先控制１６种多环芳烃污染物中的两类，广泛存在于印染、焦化等多种工业废水中，在某些工业废水经处理达标后的尾水中，也常检测到．以广州新塘镇某处理规模５×１０４ｔ·ｄ－１印染废水处理厂为例，在其达标排放的尾水中，检测发现了１０多种多环芳烃（ＰＡＨｓ）污染物，ＰＡＨｓ总量为２０～２７μｇ·Ｌ－１，其中以萘、菲含量最高，萘浓度为２．０～１３．５μｇ·Ｌ－１，菲浓度为２．０～８??０μｇ·Ｌ－１，超过了国家饮用水卫生标准（ＰＡＨｓ≤２μｇ·Ｌ－１）的１０倍以上．目前，尾水深度处理主要有吸附、过滤、生物处理及膜分离等方法，其中生物法由于具有成本低，降解较完全而受到了研究者的重视．但针对工业达标尾水ＰＡＨｓ污染物的处理技术鲜有报道．工业达标尾水中，ＣＯＤ、萘、菲等污染物的浓度很低，常规的生物法难以实现微量污染物的有效去除．以电与生物法结合的处理技术近年来受到了关注．宓益磊等在电流为１５ｍＡ，染料初始浓度为３３．３ｍｇ·Ｌ－１时发现，反应６ｈ后，电-生物耦合技术对酸性大红ＧＲ的脱色率与单纯生物和单纯电解工艺相比可以提高约５０％．曹宏斌等在外加电流为３００ｍＡ，反应时间７ｈ时研究发现，对酸性红Ａ和ＣＯＤ去除率可分别达到７９％和８４％，比单纯厌氧法去除率提高了约２０％．此外，磁效应对微生物活性及处理能力的影响也受到了研究者的关注．Ｊｉ等研究认为，当磁强度小于２０．０ｍＴ时，不仅可提高微生物的活性，而且有助于其生长．Ｌｅｂｋｏｗｓｋａ等研究发现，在一个稳恒弱磁场（磁场强度为７ｍＴ）的作用下，活性污泥系统对废水中甲醛的去除率可以提高３０％，而且对污泥中微生物的生长及脱氢酶活性都有促进作用；Ｗａｎｇ等将ｌａｃｃａｓｅ固定在中孔纳米磁性颗粒上，形成稳恒磁性流化床，用于处理焦化废水中的酚，发现进水流量小于４５０ｍＬ·ｈ－１时，酚的去除率高达９９％．此外，以活性污泥法与高效膜分离技术相结合的膜生物反应器（ＭＢＲ）工艺，具有污泥浓度大，处理效率高，适应性强等优点，在印染、垃圾渗滤液、制药等难降解废水深度处理中获得了较好处理效果．为此，本文设计了电磁ＭＢＲ装置，比较了该装置、单纯好氧ＭＢＲ及电-好氧ＭＢＲ处理印染达标尾水中微量萘、菲的效果，探讨了电流强度、ＨＲＴ和初始ｐＨ对ＥＮＡＭＢＲ降解尾水中萘、菲的影响，初步分析了电磁好氧ＭＢＲ工艺降解印染达标尾水中萘、菲的途径．
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