Fenton氧化膜-生物反应器出水中丙烯腈的实验研究

第18卷第4期2004年12月现代地质GEoSCIENCEVO1．18NO．4Dec．2004Fenton氧化膜．生物反应器出水中丙烯腈的实验研究杨琦，尚海涛，王雪莲，孙必俊2(1·中国地质大学水资源与环境学院，北京100083；2．北京华胜科技有限公司．北京100080)摘要：采用膜一生物反应器和Fenton氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。从Gcs测量结果来看，膜一生物反应器出水中主要物质为2，6双(二甲基一乙基)一4一酚、苯二甲酸和硝基苯二甲酸，均为生物难降解有机物，使出水不能达标。后续Fenton氧化工艺处理膜生物反应器出水，可以使COD含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜一生物处理与Fton法结合的优化工艺，COD去除率达到80％～88％，BOD5去除率达到98％，出水水质可达排放标准。Fenton氧化工艺的最佳工艺条件为：pH值为3．4，硫酸亚铁的投加量为700mg／L，双氧水的投加量为600mg／L。关键词：丙烯腈；膜生物反应器；Fenton氧化；优化中图分类号：X131．2文献标识码：A文章编号：1000—8527(2004)040586—050引舌丙烯腈废水是化工行业较难处理的废水之一，尤其是腈纶厂丙烯腈废水产生量大，水质复杂，且含有生物难降解物质。中国石化某公司对此废水进行了生物处理试验研究，结果表明：该废水经缺氧一好氧生物处理后，出水尚不能达到所要求的排放标准，主要表现为COD、NH3一N的质量浓度等参数超标。为此我们受其委托对该废水的工艺流程进行了研究。本研究进行了膜一生物反应器处理丙烯腈废水的试验，由于出水尚不能达到所要求的排放标准，又对其进行了Fenton氧化等试验研究，结果表明经过上述优化工艺处理，其出水达到了排放标准。1实验材料和方法膜一生物反应器试验装置见图1所示。系统主要由3部分组成：曝气池(体积20L的长方形池子)、膜组件(日本生产的中空纤维微滤膜)、Fenton试剂氧化池。从原理来看。，膜一生物反应器原理主要以好氧生物反应器中微生物氧化为主，膜的物理过滤为辅，由于丙烯腈废水属于生物难降解废水，废水中有机物难以降解，出水达不到排放标准，需要后续处理，此工艺后续处理过程为：在酸性条件下铁和双氧水使丙烯腈废水中难降解有机物发生高级氧化，从而使废水达到排放标准。1．污水池；2．进水泵；3．曝气池；4．膜组件；5．出水泵；6．Fenton氧化池图1膜生物反应器试验装置简图Fig．1Membranebioreactorequipment试验用水的配制方法为：取原丙烯腈废水5L，加5L生活污水及10L自来水混合搅拌，混合废水的COD含量为400～750mg／L，pH为6．8收稿日期：2004—03—10；改回日期：2004—10—08；责任编辑：楼亚儿。基金项目：国家自然科学基金项目(59878025，40102027)；博士后基金项目。作者简介：杨琦，男，副教授，1966年出生，环境工程专业，主要从事水处理技术和生物修复的教学和研究工作。维普资讯http://www.cqvip.com第4期杨琦等：Fenton氧化膜一生物反应器出水中丙烯腈的实验研究587～7．5。Fenton氧化池进水为膜生物反应器出水，其水质为：COD含量为100～200mg／L，prim5。曝气池有效体积为20L，进水流量为0．4L／h，水力停留时间为50h，温度为20～33℃，膜的面积为0．3m，膜通量为1．33L／(mh)。Fenton氧化试验在1L的烧杯内进行。方法为：取水样500mL，用硫酸调节pH至3．0，加入不同量的硫酸亚铁和双氧水，反应1h，用氢氧化钠调节pH至8．0，过滤后测定出水的COD值。试验流程见图1。主要分析项目COD、pH、C,C／MS~均采用标准分析方法。2膜一生物反应器试验结果2．1膜一生物反应器污泥滤液及出水的cOD值随时间的变化膜一生物反应器的运行试验进行了约3个月，试验期间污泥滤液、出水的CoD值随时间的变化情况见图2。由图2可以看出，C0D去除主要是在好氧生物反应器中完成的，膜仅去除了较少部分的COD，推测膜可以截留少部分的大分子物质。另外，从出水COD值来看，污水在系统中的停留时间虽然达到50h，膜一生物反应器出水的COD值仍超过100mg／L，表明丙烯腈废水含有很难降解的有机物。图2膜生物反应器出水及滤液的COD值随时间的变化Fig．2CODchangesofeffluentandfiltrateinthemembranebioreactor2．2生物反应器进水、污泥滤液及出水的GC／MS测定结果膜一生物反应器进水经GC／MS测定，其主要有机物为十四烷、4一甲氧基酚、二氯乙酸、二十三烷、二十烷、十三烷、十六烷、硝基苯二甲酸、十五烷酸、十七醇、辛烯、4，5一二甲基壬烷、异长叶烷、2，6