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環(huán)流反應器優(yōu)化設計可深度處理污水
發(fā)布日期:2019-07-12      瀏覽次數(shù):1433
   環(huán)流反應器優(yōu)化設計可深度處理污水
  采用序批式氣升環(huán)流反應器優(yōu)化設計(SAR)處理硝基苯污水,研究了硝基苯濃度和COD/N對處理過程的影響,分析了缺氧段COD和硝基苯降解動力學。結果表明,硝基苯在缺氧段被還原為苯胺,而苯胺在好氧段得到快速降解。硝基苯與基質(葡萄糖-COD)質量比為1:35~1:25,該條件下反應器對硝基苯和COD去除率分別可達99%~100%和92%~94%。由于受傳質限制,進水需要維持106mg/L的氨氮(葡萄糖-COD/N比值為100:10)以滿足缺氧段微生物對氨氮的營養(yǎng)需要。缺氧段COD的降解符合二級動力學,反應速率常數(shù)k2為2.7×10-4L?mg/h;硝基苯的降解符合一級動力學,反應速率常數(shù)k1為0.14h-1。研究表明,序批式氣升環(huán)流反應器優(yōu)化設計可作為一種簡單而有效的反應器用于處理硝基苯污水。
  硝基苯作為重要的化工原料,主要用于制備苯胺、染料、農藥和醫(yī)藥等。硝基苯由于對人和動物血液或神經系統(tǒng)產生毒害作用,被許多國家列為優(yōu)先控制污染物。近年來,人們嘗試吸附、FENTON反應、臭氧氧化、光化學降解、超聲輻照、超臨界水氧化等物化方法處理硝基苯污水,取得了良好效果,但處理成本過高或容易產生二次污染問題限制了它們的廣泛應用。與物化法相比,生物法在處理硝基苯污水方面更為有效,而且可避免二次污染問題。厭氧微生物可從易降解基質的分解獲得還原能力,把硝基苯還原成苯胺,而好氧微生物可通過單加氧酶或雙加氧酶攻擊,實現(xiàn)苯胺開環(huán)和降解。因此,通過厭氧/好氧組合工藝可實現(xiàn)硝基苯的礦化。
  目前硝基苯污水生物處理研究和工程應用主要集中于連續(xù)流厭氧/好氧組合工藝如水解酸化/活性污泥組合工藝、滴濾池/活性污泥組合工藝、厭氧折流板反應器/活性污泥組合工藝等,但實際應用表明,這些工藝存在啟動和再啟動困難問題,而且容易受濃度負荷變化影響。作為一種間歇式的污水處理工藝,序批式活性污泥法(SBR)在硝基苯污水處理方面可克服上述組合工藝的不足。
  一方面,它結構簡單,反應器的啟動和操作也非常簡便;另一方面,它可以提供硝基苯還原和苯胺降解所需要的缺氧和好氧環(huán)境,而且缺氧和好氧時間可根據需要進行調整。有鑒于此,筆者采用傳質和傳氧性能良好的氣升環(huán)流反應器優(yōu)化設計進行間歇實驗,考察硝基苯濃度和COD/N對該反應器處理硝基苯污水效果的影響,分析缺氧段COD和硝基苯降解動力學,為硝基苯污水處理工程實踐提供借鑒。

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