导航：安全管理网>> 安全论文>> 环境保护论文>>正文

含酚废水的生物处理技术研究

文档作者：姜宇程彩霞2 孙宏志3 文档来源： 1武汉大学 2住房和城乡建设部城乡规划管理中心 3太原卫星发射中心		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
下载地址：点击这里	文件大小： 1.44 MB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.44 MB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：硅藻土处理含锌废水的效能研究

上一篇：含氯废弃物焚烧烟气中HCl回收及提浓研究

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

含酚废水的生物处理技术研究
姜宇，程彩霞2孙宏志3
(1武汉大学湖北武汉430072
2住房和城乡建设部城乡规划管理中心北京100835
3太原卫星发射中心山西太原036300)
摘要论述了脱酚茵茵种的分离、筛选、鉴定及脱酚特性等相关研究，并综述了生物法处理舍酚废水的研究进展，最后展
望了其应用前景。
关键词脱酚菌舍酚废水生物法
中图分类号：X78 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2013)05—105—03
含酚废水主要来源于焦化、炼油、煤气等行业，其数量
多．危害大。长期饮用含酚的水可引起慢性积累性中毒，引起
头晕、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状，酚对皮肤和粘
膜有强烈的腐蚀作用．也可对人的肝脏造成伤害。由于含酚
废水对环境及生物活体造成巨大危害．在我国被列为重点解
决的有害废水之一．
目前国内外对含酚废水的处理方法可分为物理法、化学
法和生物法。物理法包括吸附法、萃取法等，化学法包括化学
氧化、光催化氧化等。这两类方法适用于含酚浓度较高、毒性
较强的废水。对于酚类化合物浓度较低的废水，生物法因其
高效、节能、经济、残留少、无二次污染等特点而被广泛使用，
具有广阔的应用前景。
l 脱酚菌的分离及筛选
生物法处理含酚废水的主要方法是活性污泥法．即利用
污泥中的好氧微生物降解酚类物质。然而．普通微生物对酚
的耐受性较低．工业上必须将酚浓度较大的废水稀释后进行
处理．这无疑提高了运行成本。因此。高效脱酚菌的分离及驯
化引起了广泛的关注．
目前．国内外已从自然界中分离了多种脱酚菌株．如
Acinetobacter t1]．BacillUS㈠等。沈锡辉等川分离到l株能以苯
酚、苯甲酸、对甲酚、苯为唯一碳源和能源生长的细菌菌株．
经生理生化、16S rRNA基因序列分析等鉴定为红球菌
PNAN5菌株．在温度为20～400C．pH7．0．9．0范围内该菌株降
解苯酚的效率保持在80％．100％之间。唐贽等：·]从大港油田
地层水中分离到一株嗜热并高效降解苯酚的BF80菌株．其
最适生长和降解苯酚的温度为60～65℃．低于42℃和高于
75℃时其生长受到抑制；环境pH在5．5～9．0之间其降解苯酚
较为稳定，pH为7．0时效果最佳。利用APl50CHB／E系统和
16S rDNA序列分析对菌株BF80进行了分类鉴定．确定其属
于Geobacillus thermoglucosidasius．但因其生理生化特性有较
小差异．他们认为其有可能是一新的亚种。通过进行苯酚降
解实验．发现该菌在20h内能完全降解3mmol／L的苯酚．并
能在12mmol／L苯酚的无机盐培养基中生长和降解苯酚．但
不能在15mmol／L的苯酚浓度下生长。
何宗建等[5]以石化炼油污水处理池中污水为菌种的来
作者简介：姜宇(1991～)，女，助理工程师，武汉大学市政工程系。
2013．NO．5
源．在30。C、转速为120 r．min一的恒温振荡摇床上进行菌种
的驯化、培养，筛选出3株细菌，分别命名为LJF—l、UF一2、
LJF一3。通过3种菌株不同浓度含酚废水降解对比性试验，确
定优势菌株LJF—l。对LJF一1进行初步的鉴定，证明其为假
单胞菌属。另外．外加碳源浓度对菌株的生长及降酚有较大
的影响．外加碳源为1000mg／L时，经12h培养降酚率为
79．8％。岳黎等。o：从南充市炼油厂附近石油污染土壤中筛选，
驯化得到1株高效苯酚降解菌XH一10．初步鉴定其为黏质
沙雷氏菌属．XH一10最适生长和降解苯酚的温度为20～
35℃，最适pH为6．0～9．0；24h内对10mmol／L的苯酚降解率
达到99．29％．在含有20mmol，L苯酚的无机盐培养基中该菌
也能生长。任河山一从石油化工厂的活性污泥和废水混合物
中分离到10株能以苯酚为唯一碳源和能源生长的菌株．对
这10株苯酚降解菌进行了16S rRNA基因序列同源性分析。
PDl、PD2、PD6、PD7和PD39被鉴定为假单胞菌属(Pseu—
domonas sp．)，PD4、PD5、PD8和PD9被鉴定为不动杆菌属
(Acinetobacter sP．)．PD3属于丛毛单胞菌属(Comamonas
sp．)。经Biolog分析，PD39被进一步鉴定为恶臭假单胞菌
(Pseudomonas putida)。苯酚高效降解菌PD39的最适生长条
件是温度30℃，初始pH6．O。7．0，苯酚浓度为800mg／L，该条
件下苯酚去除率达到94．44％。实验证明PD39可以在高达
1200mg／L苯酚浓度下生长．耐受1．5％的盐浓度。
2生物法处理含酚废水
2．1 好氧生物处理法
好氧生物处理法因其反应速度快、效率高．广泛用于低
浓度的含酚废水处理。Stepherl等㈦分别在两个反应器中接
种活性污泥(R1)和好氧颗粒污泥(R2)处理苯酚废水。R1系
统4d后不能完全去除苯酚．R2系统初始去除苯酚较慢。但
从第3d开始能稳定去除苯酚。16S rRNA指纹分析表明R1
系统从第Od至第3d群落多样性减少导致去除效果下降：而
R2系统群落结构有所变化但多样性并未减少．所以系统去
除效果稳定。由此可见．在污水处理过程中好氧颗粒污泥比
活性污泥更有应用价值。陈竹等!。]在微好氧的条件下培养出
颗粒污泥并用含五氯酚(PCP)的废水对颗粒污泥进行驯化。
颗粒污泥培养成熟后．PCP和COD的去除率分别达到
万方数据
85．3％和86．1％。用扫描电镜观察了颗粒污泥的结构．发现颗
粒污泥内细菌种群丰富，大多数为短杆菌和球菌。同时采用
PCR—DGGE技术对培养出的微好氧颗粒污泥以及用PCP驯
化后的颗粒污泥中微生物的种群进行了初步分析和对比．发
现经PCP驯化后的微生物种群新增了不动杆菌(Acinetobac—
ter)、变形杆菌(Proteobacterium)和硫酸盐还原菌等菌群。
刘易等n0喇用典型的活性污泥研究了辛基酚(octylphe—
nol，0P)的好氧生物降解．OP浓度在50～150lxg／L范围内时
去除率较高且基本保持稳定。实验证明．较长的水力停留时
间(12h)和碳氮比(2：1)有利于OP生物降解．而OP初始浓度
对主要污染物的去除率未显示出明显影响。同时．在好氧活
性污泥反应器运行期间的污泥样品中．通过DGGE分析分离
到17个菌种核酸片段，条带OPRB一3、OPRB一4、OPRB一6在
所有的污泥样品中均能分离到。OPRB一3、OPRB一4条带判断
为反应器中的优势种。郑志军等⋯]根据含酚焦化废水的水质
特点．采用二氧化氯催化氧化一混凝一好氧曝气工艺对焦化废
水进行中试处理。通过前期二氧化氯催化氧化提高混凝效果
并降低后期生化处理负荷。当后期生化处理控制停留时间为
48h时，最终使出水COD值达到120mg／L，达到GBl3456—
92国家排放标准中COD值的二级排放标准。
2．2厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是在没有游离氧存在的条件下．兼性细
菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法．相较于好
氧生物处理法．厌氧生物处理法可处理更高浓度的有机废
水。因此，目前将此方法用于处理中、高浓度的含酚废水及好
氧法不易处理的废水。
史雷等[12】通过摇床间歇实验．研究了厌氧微生物与零价
铁(Feo)联合体系降解2，4．6一三氯酚(TCP)的特性。结果表
明．Feo可以显著提高厌氧微生物对TCP的降解效率。缩短
滞后期。在pH 7．5，35℃，150r／min，Fe0109／L条件下，TCP初
始浓度为30 mg／L时．TCP降解的拟一级反应速率常数为
0．0207h～．添加少量碳源可达到0．0390h～。添加碳源的体系
在220h内连续多次投加TCP降解率达到80％以上．而不加
碳源的体系在第2次投加TCP后降解率只有30％左右。不
同种类的碳源对体系降解TCP的影响效果不同．以甲酸盐
作为碳源对TCP的降解速率最快。石先阳等It3]采用不断增
加苯酚浓度、降低葡萄糖浓度的方法驯化得到厌氧污泥中以
苯酚为唯一碳源生长的微生物。初始苯酚浓度为420 mg／L
时．接种168h后驯化污泥对苯酚的分解效率达到100％，
COD的去除率为99．5％。对苯酚间歇厌氧降解过程进行分
析．得出结论苯酚浓度在0～l 680mg／L范围内，其厌氧降解
过程符合一级动力学。将驯化污泥接种于UASB中可实现对
含酚废水处理的连续运行．最大的有机负荷达29COD／(L·
d)．稳定运行时苯酚的去除率可维持在96％以上。
马宁宁等It4]研究了厌氧折流板反应器(ABR)处理含酚
废水的生化处理技术，实验发现．ABR反应器在容积负荷
4．74～12．14 kgCOD／(m3·h)，进水浓度小于8000mg／L时，COD
去除率达95．25％～80．2％：进水浓度大于8000mg／L时．COD
2013．No．5．
去除率迅速下降。说明ABR适于进水浓度小于8000mg／L的
中等强度的废水处理。刘广民等m]采用UASB反应器进行了
五氯酚(pcp)模拟污水连续流试验．考察了不同PCP浓度及
负荷条件下系统对PCP和COD的降解去除规律。结果表
明，在进水PCP含量从无到开始加入、PCP浓度提高以及
PCP负荷提高3个冲击变化阶段．厌氧系统对PCP和COD
的去除率均表现出先迅速降低后缓慢升高的变化趋势．运行
稳定后PCP和COD的去除率分别达91．2％和83．5％以上。
同时发现．PCP使厌氧系统产酸菌由丁酸型菌群为主逐渐演
替为丙酸型菌群为主．PCP对系统产甲烷菌活性产生明显抑
制。PCP加入前甲烷产量为12．1Lid．加人后降低至2．5圳。
3结论及展望
含酚废水毒性高、来源广．因而成为工业废水处理和环
境保护中不可忽视的问题。同物理法和化学法脱酚相比较．
生物法脱酚因其经济高效、无二次污染等特点受到高度重
视。目前，国内外学者均进行了大量脱酚菌的筛选工作并利
用16S rRNA等分子生物学相关技术对所分离的菌种进行
鉴定，其中，最为常见的是假单胞菌和不动杆菌。另外，研究
者对其所分离的菌种进行的脱酚特性研究．在一定程度上为
脱酚菌的实际应用提供了一定的指导作用。在实际含酚废水
中．用于低浓度含酚废水处理的好氧生物处理法因其反应速
度快、效率高而具有很大的应用潜力．而厌氧生物处理法可
处理更高浓度的有机废水。因而在目前．研究好氧法与厌氧
法相结合的脱酚处理方式具有很强的现实意义。脱酚菌由于
处理酚类物质的效率高、效果好．因而其在含酚废水的生物
处理过程中具有广阔的应用前景。
参考文献
1 Wang Y，Tian Y，Han B，et a1．Biodegradation of phenol by free and
immobilized Acinetobacter sp．st rain PDl2．J Environ Sci，2007．19(
2)
2 Arutehelvan V，Kanakasabai V，Nagarajan S，et a1．Isolation and iden—
tification of novel high strength phenol degrading bacterial strains
from phenol-formaldehyde resin manufacturing industrial wastewater．
J Hazar Mater，2005，B127
3沈锡辉，刘志培．王保军，等．苯酚降解菌红球菌PNAN5茵株
(RhodococcUS sP．strain PNAN5)的分离鉴定、降解特性及其开环双
加氧酶性质研究．环境科学学报．2004．24(3)
4唐赘，刘沐之．梁风来，等．一株嗜热茵的分离鉴定及其苯酚降解特
性．微生物学通报，2006，33(5)
5何宗健，刘敏，沈越，等．降解高浓度含酚废水菌株的筛选及性能研
究．水处理技术，2009，35(12)
6岳黎，唐赘．杨艳，等．石油污染土壤中高效苯酚降解茵的分离鉴定
及特性研究．安徽农业科学，201 1，39(20)
7任河山．苯酚降解茼的分离鉴定及其在工业废水处理中的应用．天
津：南开大学．2007
8 Stephen T L T．Benjamin Y P M，Abdul M M et a1．Comparing aetivat—
ed sludge and aerobic granules as microbial inocula for phenol
biodegradation．Applied Microbiology and Bioteehnology，2005，67
9陈竹．陈元彩，蓝惠霞．等．降解五氯酚的微好氧颗粒污泥的培养及
其微生物种群分析．应用与环境生物学报，2008，14(3)
(下转第108页)
万方数据
I} 24 4H 72 ％ ．I 24 4* 』= vh
"】讯，h 旧lfl／h
图3大型潘对普通自然颗粒物图4大型漫对纳米级自然
吸附氮的影响颗粒物吸附氮的影响
综合图1，2，3和4可知，对于这4种颗粒物悬浮液，加
溢均比未加潘的总氮浓度高：加潘的溶解性氮浓度均低于未
加潘的溶解性氮浓度．
3讨论
3．1 水体悬浮颗粒物对氮的吸附作用
颗粒物能够吸附氮．但目前．关于这方面的研究还不是
很多。悬浮颗粒物对氮的影响吸附因素主要有颗粒物的粒
径、颗粒物的浓度等㈨。易朝路[6]在观察长江中下游沉积物样
品时发现．当污染十分严重或砂矿物颗粒粒径小至粘土级
时，沉积物能够吸附呈溶液态的氮，在其表面形成吸附膜。郭
长城等m选择粒径761xm以下颗粒物进行模拟实验．研究在
不同污染程度、不同泥沙浓度等条件下．河流颗粒物吸附污
染河水中氮的特色。由实验结果可得：河流颗粒物对污染河
水中氮有一定的吸附作用：随着时间的延长，水体溶解性总
氮的含量逐渐降低：颗粒物粒径、氮浓度、颗粒物浓度都会对
颗粒物吸附氮产生影响．粒径越小、氮浓度越高、颗粒物浓度
越高．吸附效果越好．
3．2大型涵对水体悬浮颗粒物吸附氮的影响
因总氮浓度=溶解态氮浓度+固态(即颗粒物吸附态)氮
浓度．在所有颗粒物悬浮液中．加涵的总氮浓度高于未加潘
的总氮浓度．而加潘的溶解性氮浓度低于未加涵的溶解性氮
‘。㈨．‘-’㈨l一‘。Ⅶ．‘r”till．一。IIII．．一’¨¨J．，’⋯●__一“till__一+。⋯●_一oIII_··’’lilt，’’⋯●_··“’II
(上接第106页)
浓度．则可得加潘的颗粒物对氮的吸附量明显高于未加潘的
颗粒物对氮的吸附量．进而得出大型潘的生命活动可促进颗
粒物对氮的吸附作用。Rachamim et a1．㈣也得出类似的结论：
在以色列Kinneret湖泊中．枝角类和桡足类浮游动物对腐殖
质的降解、营养盐的循环产生显著的促进作用：但在高水位
年份．浮游动物对该湖泊中颗粒态氮的贡献减少．这很可能
是高负荷的悬浮颗粒物所致．进而导致湖泊的颗粒态氮含量
增加。由此可见，在低浊度的水体中，浮游动物将促进颗粒物
吸附氮的吸附作用。大型潘对颗粒物和水体中氮的摄人量均
随其生命活动的进行而发生变化。故颗粒物和水体中的氮浓
度也会因大型潘的生命活动而产生变化．
颗粒粒径减小，颗粒的比表面积增加．颗粒吸附污染物
及营养盐的能力增强。已有研究得出，细颗粒比粗颗粒对氮
的吸附速率具有更显著的影∽。本研究也得到类似的结果．
由加潘与未加溢的总氮浓度差及两者的溶解性氮浓度差可
知．纳米级蒙脱土比普通级蒙脱土对氮的吸附效果更显著。
4结论
(1)加涵的总氮浓度明显高于未加潘的总氮浓度．而加
溢的溶解态氮浓度明显低于未加潘的溶解态氮浓度。大型潘
促进颗粒物对氮的吸附作用。
(2)纳米级蒙脱土比普通级蒙脱土对氮的吸附效果更显
著。这可能是由于颗粒粒径减小，颗粒的比表面积增加．颗粒
吸附污染物及营养盐的能力增强所致。
参考文献
1 王进铭，郭沛涌，赵晓艳．等．厦门石兜——坂头水库水体营养状态
评价及因子分析．能源与环境．2010(4)
2胡中意．欧阳娴．富营养化水体中的氮氮及其去除研究．中国市政工
程．2006，21(3)
3 Waters T F．Sediment in streams：sources，biological effects and con—
trois．American Fisheries Society Monograph 7：Bethesda，MA，1 995
4国家环境保护总局．水和废水监测分析方法(第4版)北京：中国环
境科学出版社．2003
5 黄岁梁．不同粒径泥沙共存吸附动力学模式研究．水科学进展．1996
(2)
6 易朝路．长江中下游静态水体污染后底泥吸附方式与内源污染治
理．水资源保护，2002，2(3)
7 郭长城。喻国华．王国祥．河流泥沙对污染河水中污染物的吸附解
吸特tl')-毋i-究．生态环境，2006，(6)
8 Rachamim T，Stambler N，Zohary T．Berman—Frank I，Gal G．Zoo—
plankton contribution to the particulate N and P in Lake Kinneret，
Israel．under changing water levels．Hydrobiologia，2010，655(1)
9刘敏．侯立军，欧冬妮，等．长江河口潮摊表层沉积物对氮酸盐的吸
附特性．地理学报，2002，(4)
o·．-‘⋯’I·⋯IIl-，。‰··‘¨l‘I-·’¨¨·．·’¨l⋯-。II¨¨，。IIIII，r“tilll一一㈨
10刘易．王峰．辛基酚的好氧生物降解及微生物群落特征．环境工程
学报．2012，6(8)
ll 郑志军，王奎涛．张炳烛，等．二氧化氯催化氧化一混凝一好氧曝气
处理含酚焦化废水．化工技术与开发，2009。38(7)
12史雷，戴友芝，罗春香，等．Feo／厌氧微生物体系降解2，4，6一三氯酚
特性研究．环境工程学报，2009，3(5)
2013．No．5
13石先阳，孙庆业．苯酚的厌氧生物处理．环境工程学报，2009，3(8)
14马宁宁．丁金城．煤气发生炉含酚废水生化处理技术研究．化工时
刊，201l，25(10)
15刘广民，薛建良，李金春子。等．五氯酚在厌氧生物体系中的降解
及反馈作用．哈尔滨工程大学学报．2009，30(12)

网友评论 more

环境保护论文最新内容

07-31