摘要：采用電催化－活性污泥法組合工藝處理含苯酚廢水。實驗結果表明，在苯酚的初始濃度為550mg/l，MLSS為3000mg/l，PH值為7.0，電壓為5.0V，電解質NaSO4的投加量2.0g/l的條件下，組合工藝對苯酚的去除效果最好，其去除率在5.2小時的反應時間內可以達到99.20％。
　　關鍵詞：電催化；活性污泥；苯酚；廢水處理
　　
　　
　　在污水處理當中，由于許多好氧菌及微生物可利用苯酚作為生長的碳源，所以活性污泥法是常用的去酚方法；近年來，電催化氧化技術已經開始應用于環境有機污染物如苯酚的處理。電催化技術處理效率高、操作簡便、易實現自動化、環境兼容性好。而將活性污泥法與電催化氧化技術有機結合起來處理含苯酚廢水，從而進一步提高去除率的研究，引起了研究者的注意。
　　本工作分別通過活性污泥法與電催化法處理含苯酚溶液，考查了污泥濃度（MLSS）、苯酚初始濃度、PH值、溫度、電壓、電解質等因素對有機物降解率的影響，從而確定組合工藝的工作條件，最終考察電催化—活性污泥法組合工藝對廢水中苯酚的降解效率。
　　1 實驗部份
　　1.1廢水水質
　　實驗用水為用分析純苯酚與自來水配置的不同濃度的苯酚溶液。
　　1.2試劑和儀器
　　苯酚、硫酸鈉：分析純。
　　ACO-012型電磁式空氣壓縮機：浙江森泰實業有限公司；DP-130微型高壓隔膜泵：上海磁力泵業制造有限公司；0.3～3m3/h氣體轉子流量計：余姚市金泰儀表有限公司；HDQ-2改進型曝氣軟管：北京宏大弘升科技發展有限公司；721型紫外分光光度計：日本SHZMADZU公司；WYJ-3002A直流穩壓電源：上海全力電器有限公司；電極板：江蘇楓港。
　　1.3實驗裝置
　　反應器的材質為有機玻璃，長600mm，寬500mm，高600mm，有效容積150l，其底部均勻分布曝氣軟管。廢水是通過配水箱配水以后泵提進入反應器，反應器中的活性污泥通過鼓風機曝氣為微生物提供代謝所需氧氣，同時反應器中的液體通過曝氣達到均質、均量；反應同時反應器中設置了由穩壓直流電源來改變電壓的催化電極板；廢水中所含的苯酚則通過微生物與電催化的雙重作用進行降解去除。
　　1.4分析方法
　　采用分光光度法對苯酚試樣的吸光度進行測定，進而計算苯酚的降解率。
　　2 結果與討論
　　2.1MLSS對降解率的影響
　　在同是苯酚濃度為550mg/l，PH值為7.0，溫度為25℃的條件下，污泥濃度對苯酚降解率的影響見圖1。由圖1可見，隨著污泥濃度的增加，苯酚的降解率提高。這是因為污泥濃度的增加，相對微生物的含量也增加，那么微生物對營養物質的需求量也隨之增加，因此，單位時間內苯酚的降解率隨著污泥濃度的增加而增大，那么高污泥濃度降解同等濃度苯酚所需的時間就縮短。
　　
　　2.2苯酚初始濃度對降解率的影響
　　在污泥濃度同是3500mg/l，PH為7.0,溫度為25℃的條件下不同濃度苯酚溶液去除率隨時間變化見圖2。由圖2苯酚初始濃度為550mg/l，855mg/l，1500mg/l的溶液，其降解效率達到99％以上分別需要8小時、12小時、35小時，所以可以得出，苯酚濃度越大，完全降解所需的時間越長，單位時間的降解效率越低。
　　2.3PH值對苯酚降解率的影響
　　由于微生物的生化反應過程與酶的催化作用是密不可分的，而酶的基本成分是蛋白質，是具有離解基團的兩性電解質，PH值主要影響酶的離解過程與基質電離狀況，進而影響酶的催化活性。所以本工作中考察了初始條件同為苯酚濃度為550mg/l，污泥濃度為3500mg/l，溫度為25℃，PH值分別為6.0，6.5，7.0，8.0，9.0的情況下苯酚的降解率，見圖3。由此可見在PH值為6.5～8.0的范圍內，活性污泥的降解性能較好，苯酚的降解效率較高。
　　
　　2.4溫度對苯酚降解率的影響
　　在微生物的生理活動中，溫度是一個至關重要的因素，溫度適宜于否不但影響微生物的代謝活動，同樣影響氧的轉移速度和固體物質的沉降性能。那么，考察溫度對苯酚的降解效率勢在必行，在初始條件為苯酚濃度為550mg/l，污泥濃度為3500mg/l，PH值為7，選擇20℃，25℃，30℃，36℃，42℃五個不同溫度，苯酚的降解率在30℃時最高，在25℃和36℃時較快，在超出此范圍，微生物的活性明顯受到抑制，降解效率明顯降低。
　　2.5電壓對苯酚降解率的影響
　　在電催化工藝中考察不同電壓下對苯酚降解率的影響。隨著時間的增長，電壓越高，苯酚的降解效率越高，其降解的速度也越快。同是初始條件為苯酚濃度為200mg/l，PH值為7.0，降解時間為10小時，在10V電壓下，苯酚的濃度降低181.25mg/l，而在3V電壓下，苯酚濃度僅僅降低4.6mg/l。
　　2.6電解質對苯酚降解率的影響
　　水中所含電解質的多與少，直接影響到廢水的導電能力、電壓和電能的消耗。由于本實驗的用水為配置模擬廢水，本身不含無機鹽，所以投加NaSO4做為電解質。在初始條件為苯酚濃度為200mg/l，電壓為5V的條件下投加濃度分別為1.0，2.0，3.0和5.0g/l的NaSO4，來考查電解質濃度對苯酚降解率的影響，從而最終確定電解質的最佳投加量。電解質含量1.0～3.0g/l時，苯酚降解率由7.4％增大到19.95％，逐漸提高；當電解質含量增加到5.0g/l時其降解率降低為18.80％。所以電解質NaSO4的最佳投加量為3.0g/l。
　　2.7組合工藝條件的確定
　　基于以上對實驗影響因素的考察，從工程成本、降解效率等方面的考慮決定，組合工藝的初始條件確定為苯酚初始濃度為550mg/l，MLSS為3000mg/l，PH值為7.0，電壓為5.0V，而電解質含量從投入2.0g/l與3.0g/l電解質相比，其去除率僅僅降低1.05％，考慮投入到實踐中的工程成本與微生物的耐鹽力等因素，選擇2.0g/l為投加電解質NaSO4的最佳量。在活性污泥反應器中投加電解質后使微生物逐漸適應的同時提高電極電壓，完成污泥馴化后，同時考察活性污泥法、電催化法、電催化—活性污泥組合法降解苯酚的對比實驗，其苯酚隨時間的降解率如圖4所示：其組合工藝對苯酚的降解率高于兩種單一工藝的降解率的加和；兩種工藝的組合，不但不會相互抑制，反而可以促進降解效率的提高。
　　
　　3 結論
　　1）采用電催化—活性污泥法組合工藝降解苯酚的工藝條件為Cphenol＝550mg/l，MLSS＝3000mg/l，PH＝7.0，U=5.0V，QNaSO4＝2.0g/l，工作時間為5.2小時，其苯酚的降解率可達到99.20％；
　　2）電催化法、活性污泥法兩種單一工藝的相互抑制作用很小，所以其組合工藝是一種高效的新型處理工藝；
　　3）在實驗中未提及的其它影響因素需要進一步的實驗研究。
　　
　　參考文獻
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