電磁-好氧MBR降解印染達(dá)標(biāo)尾水中微量萘、菲的研究
摘要:采用新型電磁-好氧膜生物反應(yīng)器(ElectromagneticAerobicMembraneBioreactor,EMAMBR)處理達(dá)標(biāo)印染尾水中微量多環(huán)芳烴類污染物—萘、菲,比較了好氧MBR(AerobicMembraneBioreactor)、電-好氧(ElectricAerobicMembraneBioreactor)和EMAMBR3種體系的降解效果,探討了電流強(qiáng)度、HRT和初始pH對(duì)EMAMBR降解尾水中萘、菲的影響,初步分析了萘、菲的降解途徑.結(jié)果表明:與其它兩個(gè)體系相比,EMAMBR對(duì)尾水中萘、菲的平均去除率可提高30%~60%;適當(dāng)增加電流強(qiáng)度和水力停留時(shí)間均能提高對(duì)萘、菲的處理效果;在電流強(qiáng)度I、尾水pH和HRT分別為20mA、6.5~7.5和4h條件下,EMAMBR對(duì)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,出水中總PAHs濃度滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)的要求.萘的降解是由水楊酸途徑,菲的降解則是由鄰苯二甲酸和水楊酸兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的.
關(guān)鍵詞:電,磁生物載體,好氧膜生物反應(yīng)器,萘,菲
萘、菲屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先控制16種多環(huán)芳烴污染物中的兩類,廣泛存在于印染、焦化等多種工業(yè)廢水中,在某些工業(yè)廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的尾水中,也常檢測(cè)到.以廣州新塘鎮(zhèn)某處理規(guī)模5×104t·d-1印染廢水處理廠為例,在其達(dá)標(biāo)排放的尾水中,檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了10多種多環(huán)芳烴(PAHs)污染物,PAHs總量為20~27μg·L-1,其中以萘、菲含量最高,萘濃度為2.0~13.5μg·L-1,菲濃度為2.0~8??0μg·L-1,超過(guò)了國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(PAHs≤2μg·L-1)的10倍以上.目前,尾水深度處理主要有吸附、過(guò)濾、生物處理及膜分離等方法,其中生物法由于具有成本低,降解較完全而受到了研究者的重視.但針對(duì)工業(yè)達(dá)標(biāo)尾水PAHs污染物的處理技術(shù)鮮有報(bào)道.工業(yè)達(dá)標(biāo)尾水中,COD、萘、菲等污染物的濃度很低,常規(guī)的生物法難以實(shí)現(xiàn)微量污染物的有效去除.以電與生物法結(jié)合的處理技術(shù)近年來(lái)受到了關(guān)注.宓益磊等在電流為15mA,染料初始濃度為33.3mg·L-1時(shí)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)6h后,電-生物耦合技術(shù)對(duì)酸性大紅GR的脫色率與單純生物和單純電解工藝相比可以提高約50%.曹宏斌等在外加電流為300mA,反應(yīng)時(shí)間7h時(shí)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)酸性紅A和COD去除率可分別達(dá)到79%和84%,比單純厭氧法去除率提高了約20%.此外,磁效應(yīng)對(duì)微生物活性及處理能力的影響也受到了研究者的關(guān)注.Ji等研究認(rèn)為,當(dāng)磁強(qiáng)度小于20.0mT時(shí),不僅可提高微生物的活性,而且有助于其生長(zhǎng).Lebkowska等研究發(fā)現(xiàn),在一個(gè)穩(wěn)恒弱磁場(chǎng)(磁場(chǎng)強(qiáng)度為7mT)的作用下,活性污泥系統(tǒng)對(duì)廢水中甲醛的去除率可以提高30%,而且對(duì)污泥中微生物的生長(zhǎng)及脫氫酶活性都有促進(jìn)作用;Wang等將laccase固定在中孔納米磁性顆粒上,形成穩(wěn)恒磁性流化床,用于處理焦化廢水中的酚,發(fā)現(xiàn)進(jìn)水流量小于450mL·h-1時(shí),酚的去除率高達(dá)99%.此外,以活性污泥法與高效膜分離技術(shù)相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝,具有污泥濃度大,處理效率高,適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在印染、垃圾滲濾液、制藥等難降解廢水深度處理中獲得了較好處理效果.為此,本文設(shè)計(jì)了電磁MBR裝置,比較了該裝置、單純好氧MBR及電-好氧MBR處理印染達(dá)標(biāo)尾水中微量萘、菲的效果,探討了電流強(qiáng)度、HRT和初始pH對(duì)ENAMBR降解尾水中萘、菲的影響,初步分析了電磁好氧MBR工藝降解印染達(dá)標(biāo)尾水中萘、菲的途徑.

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