《利用微生物—活性炭复合载体处理有机废水.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用微生物—活性炭复合载体处理有机废水.doc（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、利用微生物活性炭复合载体处理有机废水1g93丰第l期侃商;讯国外环境科学技术莩70号有机鹿水处理/日本利用微生物一活性炭复合7哆,;$载体处理有机废水提要;本文主要是通过复台葺甓体的制作和典型的鹿水处理试验研究.验证既具有氧化能力叉具有吸附能力的微生物一活性炭复合载体离技能地处理有机度水-井具有氧化速度处理效果好受毒害钫质影响小,耐冲击负荷能力强等特点为有机废水处理开阔了思路o,羞耆盲为了探索有机废水处理的高效率,人们芷在多方面地尝试直用以生物工程为首的尖端技术,即利用具有异功能的菌体.通过微生物的浓缩和高密度化以实现处理机能的高效率化,并能提高固液分离性能,降低最终沉淀池馈荷.采用常规的生物
2、处理.基质浓度的变动,成份的改变以及有害物质等对其功能影响很大.作为以往解决这些问题的方法是通过设置调节池达弼废水组成均一化和由预处理设备来降低负荷作者通过粉末活性炭在曝气地内与活性污泥共存,探讨了其:争化和吸附作用,并提出了把粉末活性炭和微生物组合起来的复合固定化载体应用到废水处理中.活性炭除广泛地虚用于废水的深度处理,禧环再利用外,也广泛地探讨了利用栖息在活性炭表面的微生物去除有机物及硝化,脱氮作用.被用于这些用途的活性炭都是粒扶的,它被充填在柱里或让其处于流化状态而使用.粉末活性寰在净水应用中,一般是次性皱使用而对于污染日渐严重的水源多采用粒状活性炭代替粉末状活性炭.然而.粉末状活性炭与
3、粒状活性炭相比,具有吸附速度侠比表面积大,价钱便宜的优点.但因为粒经微细,所以存在着处理装置形式和再生方法问题.而把粉末活性炭和微生物组合起来应用,会出现可佳状态.粉末活性炭的吸附速度和解析速度同粒状惰性炭相比要大得多.所以在对废水处理过程中,不管水质和浓度如何变化,它与微生物台用,将会得劲所期待的吸附效果,因此,把微生物和活性炭(一律指粉末状)复合固定化后.可以解决以往废水处理上很难解决的问题.2微生物一活性炭复合蕺体制造方法固定微生物的方法同酶的固定化方法一样.提出了种种方法.归纳起来分为载体的结合法和架桥法.最近又集中注意到微生物的高分子固定化法.但是.作为固定化方法的共同问题,存在着药
4、剂成本高,活性炭活性降低和维持长期的强度等问题.关于研制载体的关键在于研制出能够适应浓度波动,水质变化,对有害物质有抵抗能力的稳定性高的处理剂.因此,把利用粉末活性炭的吸附来适应这些外部环境变动,及对于微生物的影响.视为第一重要而把处理性能的深度和降低沉降分离负荷视为第二位.下面就有关复合载体问题进行讨论.2.1固定化剂的选定这里作为研讨用的固定化材料如下所示,酶作为微生物的固化剂是为人所知的,其它材料有聚丙稀树脂酰胺,琼脂,藻酸钙(铝),聚氯艺烯等.同定化操作,可根据番个固化剂情况参照文献进行.在进行复合载体制造时,应保障强度和长期稳定性,此外还应注意由于用高分子凝胶,而使活性炭吸附性能降低
5、的问题.应用于固定化的微生物.是由大阪市污水处理厂的活性污泥经人工连续培养而成,尔后通过离心分离或沉降分离而取得.活性炭采用二村化学工业公司所制造的粉末话性炭,其性能示于表l.表l用于试验的活性炭性能亚甲兰脱色力I2onmg,J碘嘏射性蛇比表面积时孔容积粒径原料lo7o/II440rD.,g0.326mg<Tl术质系本文只对采用藻酸铝法和PVA一冷冻法固定化有关问题进行简述.2.2复合载体制造凰l是复合载体的示意图.图2(a),(b)表示了藻酸铝法和PVA一冷冻法的操作程序.表2表示的是当改变微生物和活性炭配比时以及改变固定化剂浓度时.复合载体的密度变化情况,其值在1.011,07之间.
6、由表中看出对于PVA法重台度越高,其复合载体密度有变高的颤向.彤状34mm比重i.02i.05O散生物活性炭(4774.u)图微生物,活性嶷复合载体_l5c丑cJ.溶匣Jl?5”A1.fr1.JI涪慷图2(a)复台载体的牵l连方法藻酸铝法圈2(b)董合栽体的制造方法PAV一冷冻法裹2复合载体的配比厦密度固定化掉的种类固定他荆夔密度(g/m1)微生物藏体AAI疗1.301.0l6微生霉教体BPVA2O一1O1.s01.O22栝性炭载体ALG04.01.062复合藏体AALGO.661-01.03l复合载体BALG0.B52.0I.n5l复合鞭体CALG1.32.0I.54复合裁体DPVlAlT-
7、lo1.02.0I.02l复合鞭体EPvAl7-2o1.32.0I.059复合载体FPVA2Olo1.32.01.03T复合夔摊opv-$02.01.0T0固定化剂:A/.G:藻酸PVA171o:平均菖台度为1700的10PvA溶液.PVA2D-hr.由此可见.复竿玉一珠一圃,rX埒妊椠世诞时间(min)图3复合载体的耗氧速度曲线合簸体的耗氧速度仅为其它载体的一半.2.4总结_.一作为截体特性,在各方面都保证得到优良冉固定化剂是很困难的,一般要按使甩目的评价.若比较藻酸铝法SNPVA一冷赢法的特征,藻酸铝法则在强度,TOC溶出,对活性嶷的影响等方面都为明显就长期稳定性而言,还需进一步探讨,即采
8、用上述两种方法所得的复台载体进行试验研究.8裁体用于有机废水处理的斌验研究3.1间歇式处理试验试验中采用模拟生活污水的人工配水对复合载体和微生物载体去除TOC的对比试验职表2所示的配台比的湿载体LOg装A50oral洗净的瓶中,在室温下曝气搅拌,每隔一定时间从瓶中溶液取样10rot过滤后测定滤液的TOC浓度,每种载体对TOC去除情况如图4(a),(b)所示,在任何情况下,复合载体与微生物载体相比,TOC的去除速度都大,至24小时后TOC去除率趋于稳定.由图中看出,各种复台载体虽然固定化剂种类不同,而TOC的去除量差别并不太大,复台载体去除TOc效果好,主要是活性炭的存在.由图5看出,利用相同的
9、人工配水,对固定化的粉末话性炭(相当载体)和同程度的粒状活性炭(填同样重量的活性炭)进行去除TOC的对比试验,结果活性炭载体能快速降解基质,去除TOCI效率高,这是粒状活性炭得不到的效果.时间(hr)图4(a)复合载体去除TOC速度曲线(TOC初浓度:lOlmg/1)图4(b)复合载体去除T0C速度曲娥(T0c液度:98rag/1)时间(hr)固5活性炭去除TOC浓度比较$.2连续式处理试验圉6是连续处理试验装置,共两套,并分别填加复合载体和微生物载体,载体的充填容积为250mi,由设在装置底部的散气球曝气搅拌.使其流动化进水TOC浓度为100mg/1试验用水由定量泵连续供给.图7是采用藻酸铝
10、法复合载体时连续运行53天的试验结果.图8是采用PVA一冷冻法的复合载体连续运行lOO天的试验结果.废水的平均停留时间为4小时,每天采样一次,测定其TOC浓度.8.2.j稳定的连续处理试验.在图7中看到.用微生物载体试验时,出水的TOC为29mg/1去除率为7O,而采用复合载体试验时.出水的TOC为28mg/l,去除率为72.由此数值看到两种载体对E0进JJl7.一_蠢_羹-图6连续处理试验装置图7连续实验去除TOC特性曲线(I)5天平均承质:躁去除,复合载体要优于单纯的微生物载休.表3连续试驻出水水质微生物载复台载佯体.AB水温()9.09.20.2PH7.17.07.0TOC(mg/1)9
11、93622COD(mg/1)l1518l6MB(mB,I)3.80.83D.15BOD(mg/I)2022625总氮Cms/I】21.2l5.TO1有机氮Cm15.69.549氟氮(ms/)3.06.24t亚硝态掘(mB,1)0.020.0l0.01硝酸态氯(mg,1)2.60.10.1藻酸铝法固定化复台载体粒径开始时34ri”n,经过53天后减小到l2mm.生物载体在20天左右,复台载体在3O天左右时,在处理水中出现白色矾花,这说明在强度上复合载体比微生物载体优越.r在图8中看到,采用PVA一冷冻法固定化复台载体G进行连续试验时,1OO?天里处理水的TOC平均值为38rag/1,去除率为58
12、%,与藻酸铝法的复合载体B相比去除率要低.a.2.2进水有机浓度变化对处理结果影响.图9是用藻酸铝法的复合载体B进行连续试验络果.进水TOc浓度在4小时突然增加4倍,经试验结果知道,用微生物载体A处理后,出水TOc值为120mg/l,复合载体处理后,其出水TOC值低于60mg/l,经过8.5小时,经微生物载体出水TOC值为?4_-k-30mg/l,复合载体出水TOC值为388ng,l.若比较一下两种载体去除TOC的量.微生物载体6为0.13gTOC/1一栽体/hr.复合载体力O.17gTOc/l拽体/hr,复合载体的去除量只大0.04TOC/1一载体/hr.但当进水浓度一恢复到稳定值时,复台裁
13、体出水TOC值变化不大,这说明活性炭能起到圈液平衡关系,图IO是采用PVA一冷冻法中的复合载体G进行试验的曲线.其结果与图9类同,当经过8.5/I”时后.供给的TOC量是1.16g,微生物载体去除TOC量是0.74g,复合载体去除rrOc量是0.86g,其差值为O.16g.3.2.3对有毒物质去除的试验研究.图l1是采用藻酸铝法的复合载体B处理含酚废水以为是复合载体中活性炭的作用.图12与图11相同,它是采用PVA一冷冻法的复合载体处理含酚废水试验在4小时后加入酚191mg,微生物载体对酚去除量是74rag,复合载体去除量是154rag,两种载体击除率分别为38.7和8l.用同样的方法对复合载
14、体脱色性能进行了试骚研究.图l3是采用崮酸铝法的复合载体进行脱色的试验曲线.在试验进行到2小时后把亚甲兰加入原术中,从处理进水一一椴生物载体A处理水复合载体B处理水图n含酚废水处理实验曲线(I)进水一一微生物载体B处理水一复合载体G处理水图12含酚虞书处理实验曲线(I)后的出水p发现效果都很好,微生物载体A和复合载体B都有脱色效果,复合载体脱色效果更佳,这主要是活性炭所起作用.图14和图13-样,它是采用PVA一冷冻法的复台载体G和微生物载体B所作的试验曲线.由图中看出,这两种载律都能脱色,而复合载体优于生物载体.但其效果不如图13.3.3总结在阃歇式试验中可确认,在去除有机,TOC时,复合蛾
15、体优于微生物载体.其原因是由于活性碳吸附基质的结果.在连续试验中在去除有机物TOC时,复合载体和微生物载体没有显着区别;但当进水浓度发生息尉变化时,复合载体的适应能力要忧于微生物载体.当进时间(hr)进水槭生物赣皋A处理水复合载体B处理水图13脱色(亚甲兰)试验曲线(I)进水一微生物载体B处理水复合毂体G处理水图14脱色(亚甲兰)实验曲线(I)3铷匕1993年第1期国外环境科学技术凝丝一和有机每化物的处理方知1前言2有机氯化物的各种处理方法据报导有机氯化物特别是低沸点的溶剂类在给水管道中的捡出是在七十年代发现的.毽塑墼堕墨旦墨堕鲤盏皇型盟宣生成的.此后,方晓得地下水存在着兰氯乏焉-四氯乙烯的污
16、染,井认为原因是工厂韵排出物.最近指出1,1,1一一三氯乙烷,芳香族氯化物同样也可以破坏臭氧层.因此对有机氯化物给予高度重视,其排出限翩正在加强.但是不管怎样工作.并未找出提高其处理效率的良好方法.我们正在对新的公害处理法光触媒法进行研究.这个方法对有机化物的处理特别有效?奎茎圭矍笙至堡墟盛立扭氲物的处理方法光触媒法.从废水中去除低沸点有机氯化物的最简单适用的方法是曝气法.由于低沸点的有机氯化物多数溶于水.井以空气为霸介向大气挥发,使附近的犬气被污染.可考虑用活性炭吸附也有直接用播性炭吸附水溶液中有机氯化物的方法.但由于再生与费用问题其实施不是那么容易.据擐导生物分解有机氯化物是困难的,三氯乙
17、烯和四氯乙烯的分解主要是在厌氧条件下.但是分解的时间长并且分解的氯变成少数别的有机氯化物,上述分解是难以进行的.化学法是用紫外线试验进行光化学分解,犬部分的低沸点的有机氯化物是不能用250nmF.上波长的光吸收.所以通常的水加入有害物质苯酚时,微生物载体去酚效率为50%左右,而复合载体去酚效率可达9O%以上.这主要充分地发挥了活性炭的吸附能力.因此.复合载体具有很强的抗毒性物质中击的能力.在除色的试验中.复合载体也明显的优于馓生物载体,综上所述.通过试验证明,磨水的水质既使发生较大地变化或出现有毒物质.或者耍求除色.采用复合载体都会取得好的效果.这是应用复合载体的一大特点.这主要是因为粉柬活性炭具有吸附作用和对基质具有暂对的贮存作用.吸附作用的微生物活性炭复合载体,探讨了其在有机废水处理中的应用.复合载体考虑到了防止微生物活性和活性炭吸附性能降低等因素,由藻酸铝法和PVA一冷冻法研制了复合载体.采用这种复合载体通过间歇式和连续性试验研究.证明了此种复合载体在去除有机物,去除有毒物质,除色等方面都有明显效果.具有去除基质速度快,效率高,抗冲击负荷能力强,能保证稳定的处理水质等特点,将在有机废水处理领域中具有广阔前途.4结语盏嚣吕炳南译结合具有微生物的氧化作用和活性炭38