H.S.B.微生物生化法處理苯胺污水

更新時間：2011-03-16 14:03 來源：工業用水與廢水作者: 顧加兵閱讀：3134

摘要:通過對苯胺污水處理方法的試驗篩選,確定了汽提—生化法處理工藝流程。生化處理采用具有能代謝難降解有機物能力的H·S·B.菌種和UASB與SBR法串聯的工藝。中試及工程運行結果表明處理后的苯胺污水苯胺去除率>99%,CODcr<100 mg/L。

關鍵詞:H·S·B;生化處理;苯胺污水

概述

南京化學工業有限公司采用硝基苯氣相催化加氫工藝生產苯胺產生的苯胺污水,苯胺濃度高達 30 000 mg/L,處理難度大。對此水先后采用汽提法、樹脂吸附法、超聲波法、萃取法、碳纖維吸附法、氧化法和化學反應法等進行處理試驗,效果均不理想。后采用汽提—生化法工藝,將高濃度的苯胺污水經汽提回收后,再進行生化處理,菌種選用引進臺灣的H·S·B.微生物菌種, 1998年2月苯胺污水生化處理裝置建成、投運,裝置出水濃度低于國家排放標準,并于1998年9月順利通過南京市環保局的驗收。

1處理工藝的確定

1·1污水水量、水質

苯胺采用硝基苯加熱至氣態和氫氣在催化劑作用下進行加氫反應制成粗苯胺,再通過精制、脫去粗苯胺中的水及高沸點物質制成成品苯胺。污水來自還原和精制過程,產生量為0·5 m3/h,苯胺含量:汽提前濃度為20 000~30 000 mg/L,汽提后為1 000~ 2 000 mg/L,暴露空氣后污水成棕色,是目前國內外較難處理的高濃度有機污水之一。

1·2處理工藝的選擇

從1993年至1997年的4年中,為選擇較好的治理方法,攻關小組先后進行了汽提法、樹脂吸附法、碳素纖維吸附法、萃取法、苯胺甲醛縮合法、超聲波法和生化法試驗,試驗定性結果見表1。

汽提法能處理高濃度污水且能回收污水中的苯胺。生化法雖不宜處理高濃度污水,但對較低濃度苯胺污水卻是可行的,且處理后的排放水中苯胺含量和CODcr、色度均能達到國家排放標準,將兩法串聯是處理苯胺污水的最佳方法。苯胺屬于較難生化降解的有機物,不易直接好氧分解。選擇厭氧—好氧串聯法,可利用厭氧生物使苯胺經過酸化和甲烷化作用,分解為易降解產物, 然后與好氧生物處理串聯,使污染物除去。上流式厭氧污泥床反應器具有污泥顆粒化、處理效率高、相分離好等特點;好氧反應器中的間歇式活性污泥法具有投資少、處理水質穩定、能有效除去氮元素等特點,因而選用上述兩種反應器。

1·3菌種

資料[1]顯示,苯胺分子中苯環的還原和斷裂以革蘭氏陰性微生物作媒介。用常規法培養的污泥中,基本不含有分解苯胺的優勢菌種,所以選擇含有優勢菌種的菌群是苯胺污水能否得到有效處理的關鍵。 H·S·B.菌種系從深海湖泊底部、化工廠周圍土壤及其它優勢菌種(80多種)中選取部分菌種形成特定配比,從而形成特殊順序的食物鏈,利用各菌種互生、異生、代謝關系,分解特定的有機物。目前, H·S·B.菌種研究人員已掌握帶有多個質粒的新菌株,利用降解性質粒的相容性,把能夠降解不同有機物的質粒組合到一個菌株中,組成一個多質新菌株, 這樣使一種微生物能降解多種污染物,且能完成降解過程中的多個環節。另外還可以通過結合轉移不帶降解性質粒的菌株帶上質粒,獲得降解能力,構建出超級工程菌。H·S·B.菌種能處理上百種復雜的有機物[2],因此選定H·S·B.微生物作為菌種處理苯胺污水。

2生化中試試驗

為了驗證污水處理工藝流程的可行性,進行了規模為20 L/h的生化中試試驗。

3工程應用

………………

4 H·S·B.法處理苯胺污水的一些探討

4·1菌種投加方式

在工程施工中,將全部菌種投入厭氧池中,在裝置運行一定時間后,厭氧池中出現了污泥,說明 H·S·B.菌種具有較強的適應性,好氧細菌在厭氧池中處于休眠狀態,而厭氧細菌逐漸生長并相互結合成特有的顆粒狀污泥而沉降,處于休眠狀態的好氧細菌由于懸浮在水中而被帶入好氧池,遇到適宜環境再生長,結合成絮狀污泥。

此種投加方式也說明厭氧菌群和好氧菌群除某些優勢菌種外,大部分菌種是相同的。此外,定期補加少量菌種有利于系統的正常運行, 1999年該污水處理裝置補加過一次。

4·2毒物沖擊對菌種的影響

UASB系統的顆粒狀污泥和循環裝置,具有對一定的毒物沖擊的耐受性,但如果較長時間的高濃度污水進入系統,菌種生長將受到抑制,并有可能形成單胞狀態而破壞生物聚集體(顆粒或絮狀),而且單胞狀態的菌種易隨污水流失。

4·3泡沫問題

在生化處理調試和運行中,經常有大量泡沫產生的現象,其原因有以下幾類: ①由于C、N、P配比失衡或水中氧含量過高而破壞菌種生長平衡,諾卡氏菌種的過量生長將引起灰褐色和粘稠泡沫; ②菌種受毒物沖擊導致細胞破裂釋放原生質而引起泡沫。這兩種情況往往出現泡沫封池現象,須及時處理。