（环境工程专业论文）聚苯乙烯废水处理工艺研究及工程实践.pdf

、 ； 形i ：i 二论文 聚苯乙烯废水处删j 【艺 i j f 究及j r 程实践 摘要 聚苯乙烯生产废水中含有多种有机物如苯乙烯、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 l a s 、稳定剂磷酸盐、阻燃剂澳代烷烃、悬浮剂羟乙基纤维素和发泡剂各种烷烃等， 成分复杂。废水中重要成分为l a s ，含部分苯乙烯，无机磷含量高，可生化性差， 本文对该类废水处理方法进行了较为洋细的研究，对该类废水工程进行了具体实 践，处理效果良好。 混凝预处理实验中，采用烧杯搅拌静态实验法，对五种常用混凝剂聚合硫酸铁、 聚合氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁和助凝剂p a m 处理废水的效果进行了 探讨。实验结果表明：加c a ( o h ) 2 将废水p h 调节至1 0 后，当l a s 浓度为7 0 0 m g l 、 c o d e ，为1 7 3 6m 。g l 、苯乙烯为8 0 m 【g l 时，聚合氯化铝的处理效果最佳，聚合氯化 铝和p a m 最佳加药量分别为1 5 0 m g l 和2 4 m g l ，最佳沉淀时间为1 5 h ，出水总 磷浓度d , - l 二1 m g l ，出水c o d c ，为5 9 4 m g l ，处理效率达6 5 8 。 活性炭生物池工艺研究中，在驯化好的活性污泥中加入不同量的粉末活性炭进 行优化实验的基础上，进行连续进出水动态实验，具体分析讨论了在不同p h 值和 有无苯乙烯的不同条件下，水力停留时问h r t 、污泥负荷和体积负荷对废水出水 c o d c ，、l a s 的影响，并且考察了污泥指数的变化与废水处理效果好坏的关系。实 验结果表明：活性炭生物法最佳加碳量和池中总污泥量的比为l ：8 ；当进水p h = 1 0 、 c o d c ，浓度为9 3 6 m g l 、l a s 浓度为3 5 0 m g l 、苯乙烯浓度为8 0 m g l 时，在污泥 浓度为2 2 9 l 的条件下，恢水在活性炭生物池中的最佳h r t 为1 4 h ，最佳c o d c r 污泥负荷为o 7 5 k g c o d ( k g d ) ，最佳体积负荷为1 6 k g c o d ( m 3 d ) ，出水c o d c ，均 在9 0 m g l 左右，处理效率达9 04 ，出水l a s 均在8 m l 左右，处理效率达9 7 7 。 水解酸化一活性污泥法： 艺研究中，水解酸化柱里放置填料挂膜，进行连续进 出水动态实验。实验结果表明：当进水p h = 1 0 、c o d c ，浓度为9 3 6 m g l 、l a s 为 3 5 0 m g l 、苯乙烯为8 0 m g l 时，水解酸化处理聚苯乙烯废水的最佳h r t 为2 4 h ， 活性污泥法的最佳h r t 为8 h ，出水c o d c ，、l a s 分别8 9 m g l 和8 m g l ，处理效 率分别为9 0 5 和9 7 7 。 关键词：聚苯乙烯废水十二烷基苯磺酸钠 混凝预处理 活性炭生物池 水解酸化活性污泥法 、 _ l 硕：j ：论文 聚苯乙烯j ；j f 水处理工艺研究及工程实践 a b s t r a c t s p a r k l i n gp o l y s t y r e n ew a s t e w a t e rc o n t a i n sv a r i a t i o n so fo r g a n i s ms u c ha ss t y r e n e ， l a s ，s o m es t a b i l i a z a t i o na n ds u s p e n g d i n gr e a g e n ta n ds oo n ，o fw h i c hs u r f a c t a n tl a s s h a r e st h em o s ta n ds t y r e n ep r o c e s sl i t t l ew i t hh i g hp h o s p h o rc o n c e m t r a t i o na n db a d b j o d e g r a d a b i l i t y t h i sp a p e rh a sm u c hd e t a i l e dr e s e a r c ho nt h ew a s t e w a t e ra n dp r o v i d e s t h ed i r e c t o r yf o rp o l y s t y r e n ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t i nt h ee x p e r i m e n to fc o a g u l a t i o np r e t r e a t m e n t ，s t a t i cs t a t et e s tw i t hb e a k e rm i x i n gw a s a d o p t e d t h e e f f e c to ff i v e c o a g u l a t i o nr e a g e n tc o v e r i n gp o l y f e r r i cs u l f a t e ， p o l y a l u m i n u mc h l o r i d e ，a l u m i n u ms u l f a t e ，i r o n ( 1 1 ) s u l f a t eh e p t a h y d r a t ea n di r o n ( 1 1 1 ) c h l o r i d eh e x a h y d r a t ea n da i d e dc o a g u l a t i o nr e a g e n tp a mt r e a t i n gt h ew a s t e w a t e rw a s d i s c u s s e d e x p e r i m e n tr e s u l t s h o w st h a to nt h ec o n d i t i o no fl a sc o n c e n t r a t i o n 2 7 0 0 m g l ，c o d c r _ 17 3 6 m l g la n ds t y r e n e = 8 0 m g l ，p o l y a l u m i n u mc h l o r i d eh a v et h e o p t i m a lt r e a te f f e c tw i t hp h o s p h o ra n dc o d e ro fo u t l e tw a t e rb e l o wlm g la n d5 9 4 m l r e s p e c t i v e l ya n d w i t hc o d e ，t r e a te f f i c i e n c yo f6 5 8 o p t i m a lp o l y a l u m i n u mc h l o r i d e a n dp a ma d d i n gm a s sa r e15 0 m g la n d3 3 m g lr e s p e c t i v e l y t h ec o n v e n i e n t p r e c i p i t a t i o nt i m ei s1 5 h a c t i v ec a r b o nb i o l o g i c a lt a n kp r o c e s sw a ss t u d i e dp r i m a r i l yi nt h i sp a p e r t h et e s to f p o w d e ra c t i v ec a r b o na d d e di n t oa e r a t i n gt a n kw a sa i d e da tt h eo p t i m a la d d i n gm a s s o n t h eb a s i so fd i f i e r e n tp hv a l u ea n ds t y r e n ee x i s t e n c eo rn o t ，t h ei m p a c to fw a s t e w a t e r i r t ，c o d c rs l u g el o a da n dv o l u m el o a do no u t l e tc o d e ra n dl a sw a ss t u d i e dt h r o u g h c o n t i n u a ld y n a m i ct e s t i na d d i t i o n t h er e l a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n ts l u g ei n d e xa n d w a s t e w a t e rt r e a t m e n te f f e c tw a sc h e c k e d 0 u t c o m et e l l st h a tr a t i ob e t w e e no p t i m a ia c t i v e c a r b o na d d i n gm a s sa n dg e n e r a ls i n g em a s si nt a n ki s1 ：8 w h e ni n l e t w a t e rp h = 1 0 l a s c o n c e n t r a t i o n 2 3 5 0 m g l ，s t y r e n ec o n c e n t r a t i o n 2 8 0 m 【g la n dc o d c r _ 9 3 6 m g l ，o p t i m a l h r t , s l u g el o a d ，a n d v o l u m el o a di s14 h ，o7 5 k g c o d ( k g d ) a n d1 6 k g c o d ( m j d ) r e s p e c t i v e l y w i t ho u t l e tw a t e r c o d c ，= 9 0 m g l a n dl a s = 8 m g la n dw i t h c o d c ， t r e a t m e n te f f i c i e n c yo f9 0 4 a n dl a st r e a t m e n te f f i c i e n c yo f 9 77 o nt h ec o n d i t i o no f s l u g ec o n c e n t r a t i o n = 2 2 m g l i nt h er e s e a r c ho ft h ec o m b i n a t i o no fh y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o nm e t h o da n da e r o b i c a c t i v es l u g em e t h o d ，c o m b i n a t i o nf i l l i n gw a ss u s p e n d e di nt h eh y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o n t a n ka n dc o n t i n u a ld y n a m i ct e s tw a si n t r d u c e d t h ee x p e r i m e n tr e s u l tr e v e a l st h a tw h e n i n l e t w a t e rp h = l o ，l a sc o n c e n t r a t i o n = 3 5 0 m g l ，s t y r e n ec o n c e n t r a t i o n = 8 0 m g la n d c o d c rc o n c e n t r a t i o n = 9 3 6 m g l ，t h eo p t i m a ls t y r e n ew a s t e w a t e rt r e a t m e n th r to ft a n k a n da e r o b i ca c t i v es l u g et a n ki s2 4 ha n d8 hw i t ho u t l e t w a t e rc o d c ra n dl a sb e8 9 m 【l a n d8 m g lr e s p e c t i v e l yw i t hc o d c ，t r e a te f f i c i e n c yo f9 0 5 a n dl a st r e a t m e n t e m c i e n c yo f9 7 7 k e yw o r d s ：p o l y s t y r e n ew a s t e w a t e r l a s c o a g u l a t i o np r e t r e a t m e n t a c t i v ec a r b o n b i o l o g i c a lt a n kh y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o n a e r o b i ca c t i v es l u g em e t h o d l 旷- ，o 1 0 0 1 0 41 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名：z 翼兰窒 的缉钼彩b 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：! 丝笔“年月娴 颁：i ：论文聚苯乙烯废水处理工艺研究及工程实践 第一章绪论 1 1 引言 可发性聚苯乙烯( e p s ) 是可发性p s 在蒸汽作用下膨胀成型的塑料颗粒，具有质 轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防潮、成型工艺简单等优点， 因而应用广泛。e p s ! l 产一般采用悬浮聚合，0 0 将p s 单体在强烈的机械搅拌下分散为 油状液滴，并借助于悬浮剂的分散作用：悬浮于水中，在引发剂的作用下，聚合为珠状 固体的聚合方法。将苯乙烯、软水、悬浮剂、乳化剂、发泡剂及助剂等加入聚合釜内， 水油比一般为1 ：1 2 ：1 。升温反应时问约为8 h ，保持釜内压力，待粒子成型熟化后， 经过滤器放入缓冲槽中和、洗涤，然后经离心机分离水分至粒子含水量约2 3 ， 经过热气流干燥之后进行两次筛分，先除去直径在0 1 m m 以下的粒子，再除去直径在 2 m m 以上的大粒子。或根据市场需求设置不同粒径的筛网，分别得到不同粒径的e p s 珠粒。最后经螺旋输送器时，力入外部润滑剂。发泡聚苯乙烯生产废水中含有多种有 机物如苯乙烯、乳化剂十二烷基苯磺酸钠l a s 、稳定剂磷酸盐、阻垢剂溴代烷烃、悬 浮剂羟乙基纤维素和发泡剂各种烷烃等，成分复杂。废水中重要成分为l a s ，含部分 苯乙烯，无机磷含量高，可生化性差，较难处理i l i 。 1 2 表面活性剂l a s 的处理 1 2 1l a s 废水特征 l a s 废水有如下主要特征：( 1 ) 废水中除含有表面活性齐i j l a s 和其乳化携带的胶 体性污染物外，还含有混合助剂、漂白剂和油类物质；污水中的l a s 以分散和胶粒表 面吸附两种形式存在，( 2 ) 废水中l a s 含量有的高达上千m g l ，如洗毛废水，有的只 有十j l m g l ，如沈浴废水；c o d c ，值差异也很大，从几百到几万甚至十几万m g l ，( 3 ) 废水中的l a s 会造成水面产生大量不易消失的泡沫口i 。 v 1 2 2l a s 废水处理技术 1 2 2 i 混凝分离法 化学混凝法可用硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合硫酸铁等混凝 剂。硫酸铝、聚合氯化铝和硫酸亚铁对l a s 和c o d c ，去除效率不高，在混凝过程中形 成的絮凝体颗粒小而轻，不易沉降；而三氯化铁和聚合硫酸铁对l a s 和c o d c ，去除效 率较高，在混凝过程中形成的絮凝体颗粒大而重，沉降速度快，处理后出水较为清澈 ”j 。若物化法与生化法联用，则用聚合硫酸铁作混凝剂时，处理后水中残留的硫酸根 颁：l 论文 聚苯乙烯跋水处理工艺研究搜_ t 程实践 离子浓度较高，对后续微生物的生长会产生抑制作用【4 】。目前研究主要集中在对原有 混凝剂的复配使用和新型混凝剂的开发上，如用铝铁复合混凝剂处理c o d c ，为 6 8 4 m g l 、l a s 为1 6 0 m g l 的废水，与传统的聚铁、聚铝混凝剂棚比，加入相同量时， c o d c ，、l a s 的去除率分别可提高6 、8 左右，沉降速度、污泥量都有所改善n 1 2 2 2 吸附分离法 ； 常用的吸附剂包括活性炭、吸附树脂、硅藻土、高岭土等各种固体物料。x # l a s 废水用活性炭法处理效果较好，常温下对l a s 的吸附容量可达到5 5 8 m g g ，活性炭 吸附符合f r e u n d l i c h 公式【6 】。但活性碳再生能耗大，且再生后吸附能力亦有不同程度 的降低，因而限制了其应用。天然的粘土矿物类吸附剂货源充足、价廉，应用较多。 常温下硅藻土对l a s 的饱和吸附量可达1 2 5 m g ，吸附可用二阶段吸附模型来描述， 第一阶段是单体( 烷基苯磺酸阴离子) 在硅藻土表面正电性吸附中心吸附，第二阶段 是溶液中单体的烷基和被吸附的单体烷基相互作用，生成表面胶团1 7 1 。另有报道用硼 砂生产过程中排放的硼砂废渣( 俗称硼泥) 来处理l a s 废水，硼泥先烘干粉碎，再加热 至反应温度。对l a s 为5 0 0 m g l 的废水，在p h 为4 1 0 5 范围内，投加量为0 4 f l 寸，硼 泥x 十l a s 的去除率达9 4 左右。洗涤剂在硼砂上的吸附符合f l u n d l i c h 吸附等温式，其 2 0 ( 2 、2 5 。c 、3 0 c 饱和吸附量分别为6 3 0m g g 、5 7 0m g g 、5 0 o m l 5 g ，为加快硼泥 沉降速度可加入适量混凝剂。硼泥再生后去除率仍可达9 4 以上 8 l 。也可用吸附树脂 处理，其优点是吸附速度快、稳定性好、再生容易，主要缺点是预处理较繁琐，一次 性投资大。 1 2 2 3 泡沫分离法 泡沫分离法是指向废水中通入空气，生成气泡，使废水中的l a s 吸附于气泡表 面一h ，升至水面富集形成泡沫层，除去泡沫层，将l a s 从废水中浓缩分离出来的过程。 泡沫分离法在我国已实现了工业化，运行良好。用微7 l 管布气，气水比6 ：1 9 ：1 ， h r t 3 0 4 0 m i n ，泡沫层厚度0 3 04 m ，此时泡沫分离对废水中l a s 的去除率可达 9 0 以上，去除率随气液比、泡沫层高度与液体高度比的增大而提高。分离形成的泡 沫可用消泡剂如硅酮、真空或机械消泡器去除，浓缩液回用或进一步处理。目前泡沫 分离x i j - c o d c r 的去除率不高，只有5 0 左右1 9 l ，因此需与其它方法连用，如泡沫分离 混凝法。 1 2 2 4 膜分离法 膜分离法指利用膜的高渗透选择性来分离溶液中的溶剂和溶质。可用膜分离中的 超滤和纳滤技术来处理l a s 废水。当废水中l a s 的浓度较小时，l a s 主要以分子和 离子形式存在，用纳滤技术处理效果更好l l 。如分别用c a 2 c t a 纳滤膜和截留分子 2 硕：i 论文 聚苯乙烯废水处t t l _ q ：艺研究及工程实践 量为l 万的超滤膜处理l a s 浓度为1 0 0 0 m g l l 拘废水，结果显示纳滤膜对l a s 的截留率 明显好于超滤。同时由于超滤膜孔径远大于纳滤膜，小分子量物质易进入膜孔内部， 致使膜孔内产生阻塞，使水通量下降。由于l a s 为阴离子表面活性剂，所以在膜材料 方面应选用带有阴离子型或负电性较强的膜材料。关键是寻找高效高渗透膜和提高处 理量，并要解决好膜污染问题。近年来，发展了膜生物反应器污水处理技术，它是将 膜分离技术中的膜组件与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新型技 术，目前对l a s 废水的处理正处在小试阶段。这种技术综合了膜分离和生物处理技 术带来的优点，它高效、低能耗，在中水回用方面是一种具发展前景的污水处理系统。 1 2 2 5 微电解法 复极性固定床电解法是- a , 较新型的水处理方法，它是在电解反应器中充填粒 子，5 t , j j r l 直流电场使其中的导电粒子复极化而形成无数微小的电解单位，污染物被吸 附到粒子表面发生电化学反应而被氧化去除的过程。以活性炭和石英砂为填料，铁、 石墨为电极，对配制的c o d c ，为6 1 7 m g l 、l a s 为2 7 8 m g l 的模拟废水进行处理，h r t 为6 0 9 0 m i n ，这时c o d c ，、l a s 的去除率都在7 0 以上，碱性溶液中处理效果较好； 对实际c o d c 。为3 4 5 m g l 、l a s 为3 3 1 m g l 的废水进行处理，h r t 在8 0 m i n 左右时， c o d c ，去除率在6 0 以上，l a s 去除率在7 5 以上i 。 1 2 2 6 催化氧化法 催化氧化法是对传统化学氧化法的改进与强化。常用的f e n t o n 试剂即为催化氧化 法的一种，属均相氧化法。处理时，如果铁盐浓度较高，贝i j l a s 的去除主要靠絮凝作 用；浓度低时，则主要靠氧化作用而去除。近年出现了多相催化氧化法和光催化氧化 法。王效承| l2 | 等用多棚催化氧化法处理c o d c ，为8 4 0 m g l 、l a s 为3 6 0 m g l 的废水，反 应器为流化床，内装粒状活性炭载体，以n a c i o 为氧化剂，不加催化剂时，n a c i o 对 l a s 几乎没有去除效果加入n i 2 0 3 类催化剂后，载体表面吸附了水中l a s 、催化剂 和氧化剂，使反应加快。反应后c o d c r 去除率为8 4 8 ，l a s 去除率为8 8 3 。去除 率随反应温度升高而降低，p h 的变化对去除率没有影响。 1 2 2 7 生物氧化法 1 2 2 7 1 好氧生物降解途径 ：- - t i t 4 g ，眦目前众多学者一致认为， = ：r 眇 l a s 的好氧生物降解主要包括 三种作用机理：( 1 ) 通过( 0 氧 化作用使烷基链上的末端甲基 3 硕：i 二论文 聚苯乙烯废水处理工艺研究及工程实践 氧化以及通过b 或a 氧化作用使长链分子断开形成短链的磺基苯羧酸；( 2 ) 氧化开裂 作用使苯环打开；( 3 ) 脱磺酸过程去除取代的磺酸盐。有学者曾报道【1 4 ：| ，对于目前 最常用的以c 1 2 为主的l a s 混合物而言，其好氧生物降解首先是通过氧化作用和b 氧 化作用实现烷基链的降解，然后是苯环的开裂和脱磺酸的过程，但目前的研究结果仍 然不能确定后两者的先后顺序。 l a s 烷基链的降解过程类似于普通的脂肪酸的生物代谢过程。脂肪酸属生物易降 解物质，且在其降解过程中涉及到的催化酶如加氧酶、脱氢酶等在微生物体内均比较 常见，因此可以认为l a s 分子中烷基链的降解是比较容易进行的。多数研究者所分 离到的降解菌株也只能完成这种初级降解过i l5 1 。 苯环与磺酸盐的生物降解需要多种酶系的共同参与，其过程比较复杂，因此也比 较难于降解，不过电有少数学者分离到的菌株可以对它们进行生物代谢。女 1 s c h u l z 等 人i l6 j 从自然界中分离到一株d e l f i i aa c i d o v o r a n ss p b l ，陔菌可以利用l a s 初级降解产 生的4 一磺基苯丁酸作为其唯一碳源和能源，并生成4 一磺基邻苯二酚的中问代谢产物， 而后者可以进一步被该菌利用并通过邻位开裂的方式实现苯环的降解；k e r t e s z 等人7 则分离到一株可以对l a s 及其初级降解产物磺基苯羧酸进行脱磺酸作用的恶臭假单 胞菌p s e u d o m o n a sp u t i d a $ 2 3 1 3 ，磺酸盐最终被微生物利用并形成蛋氨酸与半胱氨酸等 细胞蛋白物质。 1 2 2 7 2 分子结构对好氧降解的影响 l a s 分子中含有烷基链、苯环、磺酸盐3 种分子基团，其磺酸盐在苯环上的取代 位置以及苯环在烷基链上的取代位置的不同使得各种l a s 分子结构千差万别，这必然 也会对l a s 的生物降解产生一定的影响。在烷基链的降解过程中，b 氧化会由于苯环 以及磺酸盐的空间阻碍作用而受到抑制，因而产生在烷基链上含若干碳原子数的中间 代谢产物磺基苯羧酸( s p c ) 。e d u a r d o 等人【i8 l 通过质潜技术对受l a s 污染的海洋环境进 行了监测，结果显示以c 7 c | 1 的s p c 居多，这同此前的一些学者得出的c 6 c 8 s p c 是l a s 的主要中间降解产物的研究结论有些差异。这种差异性则主要是由于苯环以及 磺酸盐的空间结构不同进而对b 氧化过程产生不同的抑制作用而造成的。另外，烷基 链的长度以及苯环在烷基链上的取代位置也直接影响着l a s 初级降解的速率。c a r o l y n 等人i l9 j 曾经对含不同烷基链碳原予数( c 1 0 c 13 ) 以及相应不同苯环取代位置的多种 l a s 进行了降解实验，结果表明，当苯环在烷基链上的取代位置致时，随着l a s 烷 基链上碳原子数的增多降解速率增快；而当烷基链碳原子数一定时，苯环的取代位置 越靠近链尾的l a s 基降解速率也相对更快。k n e p p e r - 等) , 1 2o j 通过研究也发现，微生物 完成对c 1 3 l a s 的初级降解过程只需要2 d i r j - 问，而对于碳链长度相对较短的c 1 0 c 1 2 l a s 贝i j 需要6 2 2 d 的时间才能完成它们的初级降解过程。 砂i ：l ：论文 聚苯乙烯废水处理工艺研究及工程实践 1 2 2 7 3l a s 的厌氧生物降解 对烷基链起活化作用的( o 氧化以及旺氧化和b 氧化都需要在氧气的参与下爿+ 能进 行，苯环的开裂氧化也需要在有氧的条件下才能形成二羧酸形式的中间降解产物，而 脱磺酸过程则更主要依赖多种加氧酶才能将c s 链断裂并形成c o h 链。因此，一般认 为l a s 不适于厌氧生物降解。然而近年来也有若干学者报道了一些对l a s 成功地进行 厌氧生物降解的研究成果。1 9 9 6 年d e n g e r 等人 2 1 】从城市污水处理厂的厌氧消化池中分 离到一株拜氏梭菌c l o s t r i d i u mb e i j e r i n e k i ie v 4 ，他们在严格厌氧的条件下对该菌进行 了培养，结果表明，该菌可以利用l a s 初级降解产物磺基苯丁酸以及甲苯磺酸盐作为 唯一硫源生长，并同好氧生物降解途径一样能最终生成蛋氨酸与半胱氨酸等细胞蛋白 物质。1 9 9 9 年d e n g e r 等人1 2 叫又从城市污水处理厂的厌氧消化池中分离到一株菌 y - p r o t e o b a c t e r i ar z l a s ，该菌不仅可以利用磺基苯丁酸作为唯一硫源生长，同时也 可以利用c 8 l a s 、c l l l a s 以及c 1 2 l a s 中s 元素参与细胞蛋白物质的合成，在该菌 的最终降解产物中没有检测到任何硫化物的存在。国内也有众多的研究者分离出可降 解l a s 的菌种，包括邻单胞茵属的革兰氏阴性杆菌、黄单胞菌属的革兰氏阴性短杆菌 等吲。刘秀荣等人通过采集水样及土壤样品，培养分离出对直链型十二烷基苯磺 酸钠盐具有专一的、高效降解活性的两种纯菌属，为产碱杆菌和芽孢杆菌。 1 2 2 7 4 好氧微生物， 好氧活性污泥的菌胶团上生长着众多的微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、 原生动物( 钟虫、累枝虫等) 和某些微型后生动物( 轮虫及线虫等) 。活性污泥的主 体细菌来源于土壤、水和空气。它们大多是革兰式阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌 属，它们可占7 0 ，还有其他的革兰式阴性菌和革兰式阳性菌1 2 5 i 。好氧活性污泥的细 菌能迅速稳定废水中的有机污染物，有良好的自我凝聚能力和沉降性能。从活性污泥 中还可以分离到大肠杆菌和假单胞菌属等数种能形成绒粒的细菌，它们都有凝聚、绒 粒化的性能1 2 “。好氧活性污泥中还含有固着型纤毛虫( 例如钟虫、累枝虫、独缩虫等) 及游泳型纤毛虫( 例如斜管虫、失毛虫、豆形虫等) ，它们起促进生物池净化速度， 提高生物池整体处理效率的功能。在池内还生长着轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、瓢体 虫等，它们可以吞食游离的细菌，使水质净化【2 ”。 1 2 2 7 5 厌氧水解微生物 厌氧水解和发酵细菌将复杂有机物如纤维素、淀粉等小分子的有机酸，厌氧水解 微生物群落是水解、发酵性细菌群，有专性厌氧的梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、 真细菌、双歧杆菌属、革兰式阴性杆菌，兼性厌氧的有链球菌和肠道菌。厌氧酸化阶 段是产氢和产乙酸菌群把第一阶段的产物进一步分解成为乙酸和氢气。其主要微生物 颁，i ：论文 聚苯乙烯废水处坐二i _ ：艺l f j f 究及工程实践 群落为产氢、产乙酸细菌，包括奥氏甲烷杆菌、革兰氏阴性杆菌，布氏甲烷杆菌等， 革兰氏阴性杆菌发酵乙醇产生乙酸和氢气，布氏甲烷杆菌将乙酸裂解为甲烷和二氧化 碳【2 。此外还有将第一阶段发酵的三碳以上的有机酸、长链脂肪酸、芳香族酸及乙醇 等分解为乙酸和氢气的细菌和硫酸还原菌1 2 9 1 。 1 2 2 7 6l a s 生物法处理实例 对l a s 废水，在一般废水生物处理的条件下，l a s 的去除率为8 0 9 5 。 如用生物接触氧化法处理l a s 废水，污泥经挂膜驯化培养后，对l a s 的去除率可 保持在9 3 以上，最高为9 8 7 ，c o d c ，平均去除率为8 2 i3 0 】。l a s 在曝气处理时 易产生大量的泡沫，影响氧传递效率。因此在好氧处理前，可采用不完全厌氧进行 预处理。此时厌氧反应停留在第一阶段，即水解反应阶段，然后再进行好氧处理， 同时可提高b o d c o d 值。厌氧阶段c o d c ，、l a s 去除率分别可达到3 6 和5 5 ， 好氧阶段c o d c ，去除率可达8 6 ，出水c o d c ，小于l1 0 m g l ，l a s 小于1 0 m g l 。 陈玉莉等人p2 i 采用生物接触氧化化学混凝的方法处理合成洗涤剂废水，水力 h r t 大于1 6 h 、气水比为3 0 ：l 4 0 ：l 、基质降解速率常数k = 0 1 4 ( h 。) ，c o d c ，的去 除率达9 2 9 6 ，处理效果良好。l a s 亦可用固定在p a m 上的假单孢杆菌来分解， 用1 0 的p a m 凝胶包埋假单孢杆菌b 3 菌株，装入玻璃柱中，微生物固定后，酶活 力可达7 8 m g g 细菌d ，大约为自然菌体酶活力的两倍，半寿期2 0 d 左右。微生物 对l a s 的去除率从3 0 逐渐增加到6 0 ，最高为6 2 9 。目前需对固定化细菌存 留时间的延长和稳定性的增加继续探讨 3 3 l 。 1 3 总磷的去除 1 3 1 总磷的去除方法 一般生物好氧废水处理工艺段去除磷大约在2 0 4 0 左右1 3 4 i ，聚苯乙烯废水处 理中总磷严重超标，简单的生物处理是难以使总磷排放达标。混凝沉淀是去除无机总 磷的有效手段，常用的混凝试剂有熟石灰、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、三 氯化铁等，常用的助凝剂有聚丙烯酰氨，这些药剂有时单独使用，有时混合使用。 吴海林等人 3 5 1 在除磷的过程中发现： j f l x c a ( o h ) 2 ，使污水p h 值上升，在碱性条 件下，污水中的磷与钙反应生成c a 5 ( o h ) ( p 0 3 ) 4 ，反应式如下：5 c a ”+ 4 0 h + 3 h p 0 4 2 一 - - c a s ( o h ) ( p 0 3 ) 4 + 3 h 2 0 ，随着污水p h 值升高，污水中c a s ( o h ) ( p 0 3 ) 4 的溶解度降低， p h 值调整到l o 5 1 1 o 以上，不管污水中磷含量如何，处理水磷含量都可降低到 0 5 m g l 。运行表明，当磷总含量约在8 5 m g l 时，控制p h 在9 2 1 0 5 之问，除磷可以 达到9 7 以上，出水磷含量约为lm g l 2m g l ，c o d c ，可以去除5 0 左右。 硕：l ：论文 聚苯乙烯跋水处f 坐3 _ - 艺研究及工程实践 1 3 2 两种不同工业废水的总磷处理 李健生1 3 6 等人处理聚苯乙烯废水，采用在工艺前端菠置混凝沉淀池的方法，在 混凝沉淀池中投加石灰和聚合氯化铝，p h 控制在7 5 8 0 ，聚铝加药量为1 0 o 1 2 o ，此段对废水中的c o d c ，、总磷和悬浮物具有良好的去除效果。实际运行表 明c o d o z f 均去除率达5 0 以上，总磷的平均去除率 8 0 ，s s 的平均去除率 9 0 。 磷化： 艺是我国家电行业表面处理的主要手段，该工艺在生产过程中会产生大量的 磷酸盐及一些乳化油和金属离子。p a t t e r s o njw 1 3 7 1 采用化学方法对磷酸盐及乳化油 和金属离子的去处除机理进行了研究，碱处理法是一种很好的方法，原料易得，处 理成本底。利用熟石灰为除磷剂和混凝剂，外加聚丙烯酰氨p a m 为助凝剂，不仅 可以去除水中的磷酸盐，而且能去除水中的金属离子，还可以破乳除去乳化油，削 减c o d c ，。吴菊珍口8 j 等人处理磷化涂装废水，采用用f e c l 3 6 h 2 0 混凝剂与高分子 絮凝p a m 、c a ( o h ) 2 相结合，来去除磷酸盐，p h 值在1 0 l l 范围中，效果良好。 1 4 水解酸化+ 好氧生物法应用实例 1 4 1l a s 废水 宁波和桥化工有限公司是生产聚苯乙烯e p s 的大型化工企业，废水中以l a s 、聚 苯乙烯单体、苯乙烯单体为主，且含有大量的磷，该废水处理工程采用了预处理脱磷 水解酸化接触氧化工艺处理，预处理后的c o d c ，去除率在8 7 6 左右，进水 l a s 5 5 0 m g l ，出水l a s 在1 0 m g l 以下i j 。 ， 某医疗中心洗涤污水的阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠( l a s ) 属难降解有机 物，采用水解酸化一接触氧化工艺可有效去除污水中的l a s 。水解酸化池采用穿孔管 底部确i 水形式，并安装组合填料；接触氧化池采用推流形式，进行逐减曝气。采用低 负荷连续进水法进行调试，并投加城市污水处理厂的污泥接利，驯化。调试和运行阶段 可通过接触氧化池水面的泡沫多少来判断池内的微生物驯化情况和是否处于正常情 况。在进水l a s 平 i c o d c ，分别为2 3 7 m l 和3 3 6 m l 时，l a s 和c o d c ，的总去除率分别 可达9 63 2 和9 2 7 ，出水达标排放【“。北京某洗涤用品有限公司在生产过程中排放 的废水中主要含l a s ，l a s 为18 0 m g l ，c o d c ，为7 5 0 m g l ，废水处理工艺为混凝沉淀 水解酸化一接触氧化，出水可达预定的出水水质，l a s 和c o d c ，的总去除率分别可达 到9 9 3 和8 5 。混凝剂采用硫酸亚铁，经过沉淀后，l a s 可除去5 0 ，水解酸化 h r t 4 h ，接触氧化8 h 。接触氧化去除l a s 可达9 8 以上，但水解酸化处理对l a s 几乎 无去除效果1 4 1 i 。 1 4 2 橡胶废水 陈新宇【4 2 i 采用水解酸化生物接触氧化工艺处理丁苯橡胶废水和顺丁橡胶废水的 7 硕一i 二论文聚苯乙烯废水处理工艺i i j f 究及 ：程实践 混合橡胶废水，实验处理流量9 0 0 l h ，试验证明，1 ) 在两段h r t 均为6 7 、生物接触氧 化气水比为l5 ：1 、水温为19 3 3 、进水p h ) ! j 6 6 7 3 、c o d c ，平均# 3 6 5 6 m g l 、b o d 5 平均为2 8 6 m g l 的条件下，c o d c ，平均总去除率达8 7 5 ，b o d 5 平均总去除率达9 0 ， 出水c o d c ，； i j b o d 5 分别为8 2 m g l 和2 8 6 m g l ，达到了国家排放标准。2 ) 水解酸化工 艺能将合成橡胶废水的b o d 5 c o de h 0 4 4 提高n o 5 6 ，保证了后续生物接触氧化工艺 的处理效率。 1 4 3 造纸废水 造纸厂在硫酸盐浆漂白车间排放的废水中，有多种有机氯代物，对环境危害很大 4 3 1 。以混凝、厌氧酸化、生物接触氧化一体化反应器处理含氯漂白废水，反应器为有 机玻璃制成，总容积2 8 l 。进水流量2 l h ，h r t i5 h ，整个系统c o d c ，、b o d 、有机氯 代物、毒性值去除率分别达n 8 8 1 、8 1 、9 8 4 、9 2 。混凝单元主要去除大分子 氯代有机物，厌氧水解单元通过还原氯及水解，使有机氯代物得到了基本的去除，好 氧单元对c o d c 。有较高的去除率“1 。 1 4 4 啤酒废水 ， 据a o _ - 1 2 艺的基本原理，利用水解酸化一s b r _ t 艺对啤酒废水处理进行了试验研 究，试验主要没备：计量泵采用柱塞泵；水解酸化池6 5 0 x 1 2 0 0 m m 、有效容积0 2 m 3 ， 混合方式采用机械搅拌，池内放置球形：s b r 反应池4 0 0 x 2 0 0 0 m m 、有效容积0 2 1 m 3 。 动态连续运行试验结果表明，当原水c o d c ，为1 6 0 0 2 0 0 0 m g l 、在水解酸化水力h r t 为4 h 、s b r 反应时间为6 h 、水温为2 0 2 5 的条件下，c o d c r 的去除率可达9 2 以上 1 4 5 1 。 d b a r n e s 4 6 1 采用水解酸化一接触氧化工艺处理啤酒废水，水解酸化和接触氧化段 都停留6 h ，气水比为2 0 2 5 ：l ，经过水解酸化处理过后，c o d c ，、b o d 5 去除率分别为 3 9 2 和1 4 2 。b c 比从0 5 l 上升到o 7 2 ，改善了啤废水的可生化性，和单纯的接触 氧化法比较，缩短了总的水力h r t ，污泥产生量极少。 1 4 5 食品废水 顺德市兴顺食品公司二期污水处理工程采用上流式水解酸化一s b r 处理工艺，水 解酸化采用穿7 l 管布水，h r t 为3 h ，s b r t 艺运行周期为8 h ，其中，进水l h ，曝气5 h ， 静沉1 5 h ，排水0 5 h ，活性污泥浓度3 0 0 0 m g l ，污泥负荷0 2 7 k g b o d s ( k g m l v s s d ) ， 空气量7 1 i l l 3 m i n ，经处理后，污泥产生量极少，出水水质达到了国家二级排放标准4 7 1 。 1 4 6 屠宰废水 卓奋f 4 8 1 等人采用水解酸化一s b r 的联合工艺对广州某屠宰厂废水进行处理，水解 r 顾二l 论文 聚苯乙烯废水处_ f ! l ! 工艺研究投工程实践 酸化段h r t l8 h ，空气量2 0 0 m 3 m i n ，水解酸化段能将屠宰废水中血红蛋白等难降解的 有机物转化为底分子酸的特点，提高b c l e 的特点，提高s b r 进水的可生化性，并可 去除3 0 5 0 的c o d c ，s b r 反应池采用限制曝气方式，使池内形成缺氧和好氧交 替出现的情况，限制了专性好氧丝状菌的过度繁殖，使污泥膨胀不易产生，在除去 c o d c ，；j = l l b o d 的同时，去除氨氮，在进水c o d c ，2 0 0 0 m g l ，b o d 5 1 0 0 0 m g l ，氨氮 1 0 0 m g l 时，处理后水质可以达到国家一级排放标准。 1 4 7 酱油废水 马承愚等人【4 9 1 采用水解酸化一活性污泥法一煤渣过滤吸附的工艺处理酱油废水，废 水经水解段处i 里- 7 h 后，b c 比从进水的0 3 提高到o 4 0 6 ，b o d 茅i j c o d c ，去除率分别 达4 0 以上，曝气池采用射流曝气，h r t l 3 h ，容积负荷o 9 k g c o d ( m 3 d 1 ，滤池为连 续过滤换渣池，每周更换一次，滤速1 m h ，当进水c o d c ，浓度为1 6 0 0