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近年来,随着工业的飞速发展,对含酚类废水的处理成为国内外研究的主要对象。目前,人们采用高级氧化法与生物法组合的方法,已取得了良好的效果。然而此种组合处理并非同时进行,因此存在效率问题。本研究则是采用特殊的轻质多孔陶瓷载体及一种新型的光/生物降解一体式内循环反应器,利用其特点将紫外光照与生物膜一体化降解含酚废水,提高了以往的降解效率,并最终使其得到矿化转变为无毒的物质。
实验分别比较了3种方法降解苯酚、2,4,6-TCP以及苯酚和2,4,6-TCP混合废水的效率,即比较了在单独紫外光照、单独生物膜法和光/生物降解一体化等条件下的含酚废水降解效率,比较了含酚废水的矿化程度。实验还分析了生物膜上微生物的特性。
实验结果表明:
(1)采用光/生物组合方法降解苯酚、2,4,6-TCP以及苯酚和2,4,6-TCP混合废水其效率均为最高,所不同的是处理苯酚和混合废水时生物膜方法与组合方法速率相近,紫外光照效果最差;而处理2,4,6-TCP时紫外光照方法下其去除速率则高于生物膜方法。
(2)采用光/生物组合方法处理苯酚和2,4,6-TCP混合废水,其COD的去除率最高,矿化效果最好。
(3)在降解2,4,6-TCP的实验中,由于负载有生物膜的陶瓷载体具有吸附作用,且在前10 min吸附作用表现尤为明显,因此反应前10 min生物的去除率高于紫外,而10~180 min生物方法的去除速率则低于紫外。
(4)在降解苯酚和2,4,6-TCP混合废水的实验中,发现在2,4,6-TCP存在的情况下,对苯酚的降解有一定的抑制作用。
(5)通过分子生物学的分析,发现经过紫外光照后,生长在多孔陶瓷载体微孔内的微生物和无紫外光照下降解2,4,6-TCP的生物膜中的微生物其组成发生改变,但仍存在相似的微生物。说明存活在多孔陶瓷载体表面微孔内的微生物依然保持了对2,4,6-TCP的降解活性。而在降解苯酚和2,4,6-TCP混合废水实验中的生物膜同样是在紫外逆境条件下其组成发生改变,却因其ILPBR的特殊结构使微生物依然保持了对含酚废水的降解活性。且处理两种废水的生物膜在降解过程中起主要作用的菌种也有所不同。
实验证明,利用一种新型的光/生物一体式内循环反应器,采用光/生物组合的方法处理含酚废水具有广阔的发展前景。