焦化废水的强化处理技术_李培红

文章编号:1671-3559(2005)02-0151-03收稿日期:2004-05-10作者简介:李培红(1963-),女,山东淄博人,济南大学土木建筑学院副教授,硕士。焦化废水的强化处理技术李培红1,2,常臣贵2(1.中国地质大学水资源与环境工程系,北京100083;2.济南大学土木建筑学院,山东济南250022)摘要:焦化废水成分复杂,含有毒难降解有机物种类多、浓度高采用普通活性污泥法处理焦化废水,出水很难达到国家排放标准。提出利用生物强化技术对活性污泥工艺进行强化,提高焦化废水中难降解有机物的可生化性与可处理性。关键词:焦化废水;强化处理技术;高效菌种中图分类号:X505文献标识码:A现阶段生物强化技术通常是指在生物处理系统中投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物来改善原有处理系统的处理效果,如难降解有机物的去除等。投加的微生物可以来源于原来的处理系统,经过驯化、富集、筛选、培养达到一定量后投加,也可以是原来不存在的外源微生物。在生物强化技术的实际应用中,两种方法都有采用,这取决于原有处理系统中微生物组成及其所处的环境。实施生物强化技术的前提是获得作用于目标降解物的高效菌株,对于那些自然界中固有的化合物,一般都能够找到相应的降解菌株。这些降解菌大多数在纯培养体系中表现出高活性,对于多菌株共存的生物处理系统中,投加上述降解菌株能否起到强化有机物降解作用,尚需评估。有效的菌株应满足:①投加后,菌体活性高;②菌体可快速降解目标污染物;③在系统中(如曝气池)不仅能竞争性生存,且可维持相当的数量。焦化废水的特点是成分复杂、毒性大。废水所含污染物主要包括酚、氨氮、氰化物、硫氰化物、硫化物、苯、焦油等有毒物质,以及吡啶、萘、菲、蒽等杂环芳烃和多环芳烃。这些污染物除酚外,大多是生物难降解物,这使得焦化废水成为一种较难生物处理的废水。焦化废水生物处理后出水中化学生物氧化需氧量(COD)难以达标,针对这一实际情况,根据国内外资料,特提出利用生物强化技术对原有水处理设施进行强化,目的是通过生物强化作用提高焦化废水中难降解有机物的可生化性与可处理性,促进焦化废水生物处理出水COD达标排放。获得1株或几株能快速降解目标污染物的高效菌是实施生物强化技术的前提条件。文中拟从处理焦化废水的活性污泥中分离出降解萘和吡啶的高效菌种,并对其降解性能进行研究。在此基础上,利用常规菌种鉴定法对其进行鉴定。再用分离出的高效菌对焦化废水进行静态和动态模拟试验,以验证高效菌的处理效果和为在工程实践中应用该技术提供初步依据。1高效菌种分离鉴定及性能研究结果1.1高效菌种的筛选分离将焦化厂曝气池活性污泥空曝24h,用匀液器均匀处理10min。取该种活性污泥于含10mg·L-1萘的无机盐液体培养基中,在恒温水浴振荡器上28℃振荡培养7d,然后逐步转接至含20、30、40、50mg·L-1萘的无机盐培养液中培养后,用平板划线法[1]分离出降解萘的纯菌株。同样取该种活性污泥经逐步培养转接至含50mg·L-1吡啶的无机盐液体培养基后,用平板划线法分离出降解吡啶的纯菌株。1.2高效菌种的鉴定采用上述方法分离出2种降解萘的纯菌株和1种降解吡啶的纯菌株,编号分别为WN1、WN2和WB3。采用一般细菌分类鉴定方法[2],对上述3种高效菌种进行了分类鉴定,结果如表1所示。1.3相对累积耗氧量测定结果利用瓦勃氏微量呼吸测压仪测定各菌株以焦化废水为基质的情况下不同反应时间的耗氧量,绘制成呼吸曲线。根据生化呼吸线与内源呼吸线之间的关系,确定菌株对受试基质的降解活性,结果见图1。图中相对累积耗氧量为生化呼吸量减去内源呼第19卷第2期2005年6月济南大学学报(自然科学版)JOURNALOFJINANUNIVERSITY(Sci.&Tech.)Vol.19No.2Jun.2005DOI:10.13349/j.cnki.jdxbn.2005.02.017吸量。由图1可看出,WN1和WN2菌株的生化活性均较高;而WB3菌株的生化活性却受到抑制,但随时间延长,菌株有恢复活性开始降解的趋势。这是因为焦化废水成分复杂,测试初期有毒难降解有机物抑制了菌株生理活性所致。表1高效菌种鉴定结果WN1WN2WB3属名短杆菌属芽孢杆菌属黄杆菌属菌落特征白色、粘稠光滑浅黄、稍干燥乳黄色、光滑革兰氏染色+++菌体形态杆状杆状杆状菌体大小/μm0.3×1.5～2.01.2×30.6×2.0～2.5图1高效菌种以焦化废水为基质相对累积耗氧量曲线1.4菌株酶活性测定结果应用常规酶活性测定法,测定上述3种菌株的脱氢酶和多酚氧化酶活性。结果见表2。由表中可见不同菌株的脱氢酶及多酚氧化酶活性不同,由此进行优化组合,以提高不同菌株的协同作用。表2各菌株的脱氢酶和多酚氧化酶活性mg·L-1WN1WN2WB3脱氢酶8166124多酚氧