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常温条件下IC厌氧反应器对苯酚的降解研究

作　者: 马小云
导　师: 万金泉
学　校: 华南理工大学
专　业: 环境工程
关键词: IC厌氧反应器苯酚厌氧颗粒污泥常温厌氧降解
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

苯酚是一种常见的重要的有机化工原料,毒性高且有很强难闻气味,广泛应用于焦化、染料、石油化工、造纸、皮革、农药、医药等领域。生产中必然产生大量不同浓度含酚废水。可以说,含酚废水是一种来源广、水量大、危害极其严重的工业废水之一。生化法是目前应用最广泛的废水处理技术,也是我国含酚废水无害化处理的主要方法。厌氧生物法处理含苯酚废水更具有容积负荷高、能耗低、可产生能源及高效厌氧生物反应器快速发展等优势,应用UASB、AFBR、EGSB等反应器处理含苯酚废水已有报道。IC厌氧反应器作为第3代高效厌氧反应器的代表之一,目前有关IC厌氧反应器处理苯酚废水的报道较少。本实验使用自行研制的IC厌氧反应器,主要研究目的是研究苯酚对IC厌氧反应器颗粒污泥的毒性作用,并IC厌氧反应器处理含苯酚废水的驯化过程和运行条件。研究结果表明:在启动试验中,环境温度为10²5℃的条件下,IC厌氧反应器历经60d启动完毕,容积负荷为4 KgCOD/（m³·d）,水力停留时间（Hydraulic retention time,HRT）为12h。整个过程反应器中挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids,VFA）较高,在300⁶00mg/L之间,在第58d以后,反应器运行效果转好,VFA降到了183mg/L,产气量为12L/d。第60d的颗粒污泥的产甲烷活性为382.6 mL（CH₄）/（gVSS·d）,是接种污泥的2.1倍。在苯酚对厌氧颗粒污泥的毒性研究中,结果表明,苯酚浓度<100mg/L时,对厌氧颗粒污泥的影响很小。当苯酚浓度为从100mg/L升至400mg/L时,厌氧颗粒污泥的产甲烷比活性从173.4 mL/（g·d）降至57.6 mL/（g·d）（对照组为259.6 mL/（g·d））;厌氧颗粒污泥VSS中辅酶F₄₂₀含量从0.14μmol/g减至0.08μmol/g（对照组为0.154μmol/g）;厌氧颗粒污泥VSS中EPS的总量（用TOC表示）从33.1mg/g降至15.0mg/g（对照组为38.5mg/g）。当苯酚浓度增至800mg/L时,红外光谱分析EPS分子结构表明,EPS的分子结构发生了改变,苯酚对EPS分子结构影响很大。对内循环厌氧反应器（IC反应器）处理含苯酚废水的驯化过程和运行条件进行了研究,结果表明,经84d的驯化,IC反应器中的颗粒污泥已经具备了很强的降解苯酚的能力,进水苯酚浓度840mg/L,HRT为24h,苯酚去除率稳定在80%左右,COD去除率则稳定在77%左右。当HRT≥12h,苯酚去除率保持在90%以上,出水苯酚浓度保持在100mg/L以下。当HRT≥16.2h,COD去除率保持在90%以上,出水COD浓度保持在200mg/L以下。扫描电镜观察颗粒污泥结果表明,启动结束时的污泥表面较为粗糙,且空穴较多,有利于基质进入颗粒内部;苯酚驯化后的污泥表面较为平整光滑,空穴减少,结构变得更紧致,更有利于抵御苯酚的毒性作用。

常温条件下IC厌氧反应器对苯酚的降解研究

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