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(jié)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(zhì)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(yīng)時間內(nèi)可以達到99.20％。
　　關(guān)鍵詞：電催化；活性污泥；苯酚；廢水處理
　　
　　
　　在污水處理當(dāng)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(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于環(huán)境有機污染物如苯酚的處理。電催化技術(shù)處理效率高、操作簡便、易實現(xiàn)自動化、環(huán)境兼容性好。而將活性污泥法與電催化氧化技術(shù)有機結(jié)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(zhì)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(zhì)
　　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(yè)有限公司；DP-130微型高壓隔膜泵：上海磁力泵業(yè)制造有限公司；0.3～3m3/h氣體轉(zhuǎn)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(fā)展有限公司；721型紫外分光光度計：日本SHZMADZU公司；WYJ-3002A直流穩(wěn)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(yīng)器的材質(zhì)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(yīng)器，反應(yīng)器中的活性污泥通過鼓風(fēng)機曝氣為微生物提供代謝所需氧氣，同時反應(yīng)器中的液體通過曝氣達到均質(zhì)、均量；反應(yīng)同時反應(yīng)器中設(shè)置了由穩(wěn)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(jié)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(yǎng)物質(zhì)的需求量也隨之增加，因此，單位時間內(nèi)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(yīng)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(zhì)，是具有離解基團的兩性電解質(zhì)，PH值主要影響酶的離解過程與基質(zhì)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(nèi)，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(guān)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(zhuǎn)移速度和固體物質(zhì)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(zhì)對苯酚降解率的影響
　　水中所含電解質(zhì)的多與少，直接影響到廢水的導(dǎo)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(zhì)。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(zhì)濃度對苯酚降解率的影響，從而最終確定電解質(zhì)的最佳投加量。電解質(zhì)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(dāng)電解質(zhì)含量增加到5.0g/l時其降解率降低為18.80％。所以電解質(zhì)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(zhì)含量從投入2.0g/l與3.0g/l電解質(zhì)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(zhì)NaSO4的最佳量。在活性污泥反應(yīng)器中投加電解質(zhì)后使微生物逐漸適應(yīng)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(jié)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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