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电磁好氧MBR降解印染达标尾水中微量萘菲的研究

2021-07-24 03:04:55| 来源:| 编辑:| 点击:13次

电磁-好氧MBR降解印染达标尾水中微量萘、菲的研究

摘要:采用新型电磁-好氧膜生物反应器(ElectromagneticAerobicMembraneBioreactor,EMAMBR)处理达标印染尾水中微量多环芳烃类污染物—萘、菲,比较了好氧MBR(AerobicMembraneBioreactor)、电-好氧(ElectricAerobicMembraneBioreactor)和EMAMBR3种体系的降解效果,探讨了电流强度、HRT和初始pH对EMAMBR降解尾水中萘、菲的影响,初步分析了萘、菲的降解途径.结果表明:与其它两个体系相比,EMAMBR对尾水中萘、菲的平均去除率可提高30%~60%;适当增加电流强度和水力停留时间均能提高对萘、菲的处理效果;在电流强度I、尾水pH和HRT分别为20mA、6.5~7.5和4h条件下,EMAMBR对尾水中萘(2.77~4.75μg·L-1)和菲(2.0~8.0μg·L-1)的降解率均在75%以上,出水中总PAHs浓度满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求.萘的降解是由水杨酸途径,菲的降解则是由邻苯二甲酸和水杨酸两种途径来实现的.

关键词:电,磁生物载体,好氧膜生物反应器,萘,菲

萘、菲属于美国环保局优先控制16种多环芳烃污染物中的两类,广泛存在于印染、焦化等多种工业废水中,在某些工业废水经处理达标后的尾水中,也常检测到.以广州新塘镇某处理规模5×104t·d-1印染废水处理厂为例,在其达标排放的尾水中,检测发现了10多种多环芳烃(PAHs)污染物,PAHs总量为20~27μg·L-1,其中以萘、菲含量最高,萘浓度为2.0~13.5μg·L-1,菲浓度为2.0~8??0μg·L-1,超过了国家饮用水卫生标准(PAHs≤2μg·L-1)的10倍以上.目前,尾水深度处理主要有吸附、过滤、生物处理及膜分离等方法,其中生物法由于具有成本低,降解较完全而受到了研究者的重视.但针对工业达标尾水PAHs污染物的处理技术鲜有报道.工业达标尾水中,COD、萘、菲等污染物的浓度很低,常规的生物法难以实现微量污染物的有效去除.以电与生物法结合的处理技术近年来受到了关注.宓益磊等在电流为15mA,染料初始浓度为33.3mg·L-1时发现,反应6h后,电-生物耦合技术对酸性大红GR的脱色率与单纯生物和单纯电解工艺相比可以提高约50%.曹宏斌等在外加电流为300mA,反应时间7h时研究发现,对酸性红A和COD去除率可分别达到79%和84%,比单纯厌氧法去除率提高了约20%.此外,磁效应对微生物活性及处理能力的影响也受到了研究者的关注.Ji等研究认为,当磁强度小于20.0mT时,不仅可提高微生物的活性,而且有助于其生长.Lebkowska等研究发现,在一个稳恒弱磁场(磁场强度为7mT)的作用下,活性污泥系统对废水中甲醛的去除率可以提高30%,而且对污泥中微生物的生长及脱氢酶活性都有促进作用;Wang等将laccase固定在中孔纳米磁性颗粒上,形成稳恒磁性流化床,用于处理焦化废水中的酚,发现进水流量小于450mL·h-1时,酚的去除率高达99%.此外,以活性污泥法与高效膜分离技术相结合的膜生物反应器(MBR)工艺,具有污泥浓度大,处理效率高,适应性强等优点,在印染、垃圾渗滤液、制药等难降解废水深度处理中获得了较好处理效果.为此,本文设计了电磁MBR装置,比较了该装置、单纯好氧MBR及电-好氧MBR处理印染达标尾水中微量萘、菲的效果,探讨了电流强度、HRT和初始pH对ENAMBR降解尾水中萘、菲的影响,初步分析了电磁好氧MBR工艺降解印染达标尾水中萘、菲的途径.

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