中温两相厌氧生物系统处理苯酚废水试验研究

摘要

本试验首次采用Anodek型工艺进行苯酚的降解试验研究。利用污水处理厂活性污泥进行接种驯化，考察了冲击负荷对微生物活性和降解效果的影响。针对苯酚的酸化提出两个方案，考察了两方案对苯酚的酸化效果以及影响苯酚酸化的因素，确定了苯酚酸化产物的组成及其随不同条件的变化。最后通过对两相厌氧系统中各生态因子的调控和量化，考察其对微生态系统运行效果的影响，寻求系统运行时各生态因子的最佳范围。 试验结果表明产气速率和水流的上升速度是影响UASB反应器颗粒化进程的主要原因。pH值的变化、产气量及其组成比例能有效指示系统运行情况是否正常。产酸细菌和产甲烷细菌的混合菌种降解苯酚的能力明显要强于单纯的产酸细菌对苯酚的酸化能力。氢分压对苯酚的酸化起着至关重要的作用。苯酚酸型氧化、丁酸型氧化的适宜氢分压范围分别为6.67×10-5～2.43×10-3atm和6.67×10-5～1.53×10-4atm.产酸细菌和产甲烷细菌之间种间氢的传递和氮气的通入都大大提高了产酸系统的酸化率。种间氢的传递效果要优于氮气的通入效果。苯酚的主要酸化产物为苯甲酚、丁酸和乙酸。不同pH值条件下各酸化产物所占的比例不同，pH值越高产物越向低分子酸转化。酸化产物在产甲烷相中的转化主要是在产甲烷相UASB反应器0.14m高度以下完成的。 本试验的最终目标是在保证处理效果、节省能源前提下寻求利于工程应用的系统最佳工况、最大处理能力以及最适的运行参数。通过对不同方案在不同生态因子条件下的变化情况可知，直接接种培养驯化且产酸相pH值为6.0时的两相系统(方案二系统S2)在最大处理能力、抗冲击负荷、系统稳定性、能源节省(免充氮气、碱度投加量少)方面有着非常明显的优势，故推荐该方案为最优运行方案。因此确定两相厌氧系统生物降解苯酚的最佳参数为产酸pH值6.0～6.5，HRT 10～14h,最大COD容积负荷为19.04kg COD/(m3*d).产甲烷相HRT 8～12h.