曝氣生物流化床處理苯酚-間甲酚混合廢水的研究

楊健 宋玉棟 楊婧暉 陳林

摘要：本研究采用曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚的混合廢水，并考察ABFT反應器對苯酚-間甲酚的混合廢水處理效果的影響。實驗證明，曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚混合廢水取得了良好的效果，水里停留時間短 （8h）負荷較大（總酚濃度400ppm）的條件下，最終出水的COD濃度為24.3ppm，出水苯酚濃度為0.5ppm，出水間甲酚濃度為0.17ppm，均達到了國家一級排放標準。ABFT工藝具有良好的抗沖擊負荷能力，出水水質穩定;生物相以絲狀菌占優，桿菌和球菌的數量也很大，附著生長。

關鍵詞：曝氣生物流化床;苯酚;間甲酚;微生物膜

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.066

Study on treatment of phenol-m-cresol mixed wastewater by aerated biological fluidized bed

Yang Jian1， Song Yudong2， Yang Jinghui2， Chen Lin3

（1.Changsha Environmental Protection Vocational and Technical College， Changsha Hunan 410000，China; 2.China Academy of Environmental Sciences，Changsha Hunan 410006，China;3.Hu'nan Environmental Engineering Assessment Center，Changsha Hunan 410006， China）

Abstract： In this study， the aerated biological fluidized bed process was used to treat the mixed wastewater of phenol-m-cresol， and the effect of ABFT reactor on the treatment of mixed wastewater of phenol-m-cresol was investigated. The experiment proves that the aerated biological fluidized bed process has a good effect on the treatment of phenol-m-cresol mixed wastewater. The COD of the final effluent is obtained under the condition of short residence time （8 hours） and large load （total phenol concentration of 400 ppm）. The concentration was 24.3ppm， the effluent phenol concentration was 0.5ppm， and the effluent cresol concentration was 0.17ppm， which met the national first-level discharge standard. The ABFT process has good impact load resistance， and the effluent water quality is stable; the biological phase is dominated by filamentous bacteria， and the number of bacilli and cocci are also large， and the growth is attached.

Key words： Aerated biological fluidized bed; Phenol; m-cresol; Microbial membrane

1 材料與方法

1.1 實驗材料

（1）生物載體。流化介質采用了立方體改性聚胺酯多孔生物載體，具有網狀孔結構的高分子合成材料，具有反應性、親水性、通透性、高比表面積等特點，同時其空間懸臂及網絡交聯結構能與微生物和酶形成價鍵結合，經過改性后，填料纖維表面帶正電荷，而微生物自身多帶有負電荷，因此有利于生物膜的掛附及穩定。

（2）實驗廢水。本實驗采用自配模擬苯酚-間甲酚混合廢水進行試驗，模擬水樣主要組分配比為：苯酚210 mg/L，間甲酚50 mg/L。

1.2 實驗裝置

本實驗裝置由四個有效容積為6L的相同曝氣生物流化床串聯組成。每個流化床中裝有多孔方形微生物載體填料，占流化床有效容積的33%左右。

1.3 實驗設計

該實驗歷時42d，設計總酚濃度400ppm的情況下進行自配水實驗，考慮到實際廢水，確定進水苯酚及間甲酚的投加比為3：1，分別為苯酚：300mg/L，間甲酚：100mg/L。水力停留時間還是保持設置為每個流化池2h，反應器總水利停留時間為8h，跟蹤監測該反應器對苯酚-間甲酚混合廢水的適應過程以及描述反應器各池填料的微生物相的大體情況。

1.4 分析方法

實驗主要監測項目為苯酚、間甲酚及微生物相，分析方法采用GC-MS和掃描電鏡測定。

2 實驗分析與討論

2.1 ABFT對總酚處理效果分析（如圖1）

經過ABFT處理后總酚的濃度由進水時的400ppm降為0.15ppm左右，其中一號池出水總酚平均降解率可達到70%～80%。二號池總酚出水平均降解率可達到99%，三號池出水總酚降解率達到99.9%以上。

2.2 ABFT對苯酚處理效果分析

進水苯酚檢測濃度在200ppm左右，一號池出水苯酚去除率總體在50%～60%左右，二號池出水苯酚去除率總體在90%以上，三號池出水苯酚去除率總體在95%以上，四號池出水苯酚去除率總體在96%以上。

2.3 ABFT對間甲酚處理效果分析

進水間甲酚檢測濃度在80 ppm左右，一號池出水間甲酚去除率總體在70%～90%左右，二號池出水間甲酚去除率總體在98%以上，三號池出水間甲酚去除率總體在99.5%以上，四號池出水間甲酚檢測濃度在0.04～0.4ppm左右，去除率總體在99.9%以上。

2.4 影響因素的討論

主要的環境影響因子有溫度、DO等，由于進水負荷變化較大，同時受溫度、DO等影響，1號池出水水質變化較大，當反應器內填料掛膜成功后，各池出水，尤其是2、3、4號池出水相當穩定，出水達標。說明該反應器處理含苯酚-間甲酚廢水具有良好的抗沖擊負荷能力。

2.5 微生物相觀察及分析

圖4 1號池填料生物膜生物相

圖5 4號池填料微生物相

經過四十多天的運行，證明反應器可以穩定的運行，間甲酚-苯酚混合廢水最終出水穩定后拍攝填料表面及內部的微生物相照片如圖所示。

1號池填料表面微生物量巨大，主要為絲狀菌，球菌及桿菌，絲狀菌占據優勢，并有大量的鐘蟲附著生長;大量鐘蟲的存在說明經1號池處理后，水質得到明顯改善，苯酚及間甲酚大部分被降解。4號池填料表面生物量較 1號池少，顯微鏡下表面可見以絲狀菌，球菌和短桿菌為主的微生物，還有大量的其他的原生動物還后生動物， 如輪蟲，鐘蟲，變形蟲等，說明出水水質很好。

3 結論

（1）用曝氣生物流化床工藝處理苯酚-間甲酚混合廢水取得了良好的效果，水里停留時間短（8h）負荷較大（總酚濃度400ppm）的條件下，最終出水的COD濃度為24.3ppm，出水苯酚濃度為0.5ppm，出水間甲酚濃度為0.17ppm，均達到了國家一級排放標準。（2）ABFT工藝具有良好的抗沖擊負荷能力，最終出水水質穩定， 且保持很高的處理率。（3）ABFT反應池填料表面生物相以絲狀菌占優，桿菌和球菌的數量也很大，且以填料基質和絲狀菌為附著點生長。

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收稿日期：2019-05-14

作者簡介：楊健（1985-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為水污染治理。