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固定化白腐真菌法及好氧-厌氧耦合法处理癸二酸废水工艺研究

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摘要

癸二酸是通过裂解蓖麻油酸得到的重要化工原料,其生产废水排放量大,含有较多的苯酚(2400 mg/L)、盐度(8-14％)及COD(10000mg/L),因此无法直接使用生物法处理。现有处理工艺使用萃取法和大孔树脂吸附法回收苯酚,尽管出水苯酚含量能得到较好的去除,但COD仍然较高,无法达到排放标准。本文以萃取工艺去除高浓度苯酚后的癸二酸废水处理为主要研究对象,分别研究白腐真菌及好氧—厌氧反复耦合(rCAA)技术对废水中COD以及残留苯酚的降解过程,并进行现场中试,目的在于开发出经济、高效的癸二酸废水处理方法。
　　 白腐真菌可分泌木质素降解酶系,通过将白腐真菌固定化,可降解环境中多种有毒难降解污染物,通过固定化可以实现白腐真菌工业化使用。本研究设计了固定床反应器,白腐真菌在初始pH4.5、温度30℃、摇床转速160rpm中,以及在100ml废水中添加0.5g真菌、5g汽曝玉米秸秆,铜网:铁丝=1.66g:3.32g的条件下,在开放环境下,经过白腐真菌及活性污泥联合处理后,可以将进水平均COD为1648.81mg/L,苯酚69.36mg/L和14％硫酸钠的废水经过48h后被降解至COD297.31mg/L,苯酚1.65mg/L,COD和苯酚的降解率分别达到81.97％和97.62％。本法虽然高效,但存在着固定化载体制作更换繁琐,需要专门发酵制备菌体的操作等问题,难以进行工业化应用。
　　 癸二酸废水在经过萃取和微电解处理后,废水中COD和苯酚含量显著减少,但仍具有高盐度和含有毒物质苯酚的特点。本研究利用前期开发的好氧-厌氧反复耦合系统(rCAA),对癸二酸微电解预处理后废水进行生物处理研究。小试研究表明,rCAA法可以较好的处理微电解预处理后废水,COD含量可由入水的1040.48mg/L减低至210.70mg/L,苯酚也由入水的4.2mg/L降低至少于0.4mg/L。反应器中微生物及载体显微观察可知,反应器中活性污泥状态良好。本研究又对此技术进行了现场中试验证,结果表明,在对微电解后平均COD为1318.7mg/L,苯酚为4.3mg/L的废水经过rCAA处理后,出水可以达到平均COD为270.1mg/L,苯酚＜0.4mg/L,达到国家污水综合排放标准。
　　 通过PCR-DGGE方法对小试及中试rCAA反应器中生物群落进行解析,发现大量的耐盐菌降解菌的存在。其中大部分为厚壁菌纲和变形菌纲,此类细菌具有对高渗透压的耐受性,同时多为兼性细菌,故在rCAA反应器中广泛存在;同时发现还有硫氧化-还原细菌,以及对重金属具有耐受性的未知菌,均与预处理后的癸二酸废水水质相一致。

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