_升流式厌氧污泥床反应器处理含酚废水研究进展

酚类化合物是重要的化工原料或中间体，广泛应用于炼焦、炼油、塑料和纺织等工业，并伴随着工业生产产生大量的含酚废水。含酚废水以苯酚及其衍生物为特征污染物，这类污染物属于原生质毒物，对生物具有很强的毒害作用，且很难被降解，因此含酚废水一直是我国水污染控制中的重点和难点。目前，含酚废水的处理方法主要分为物理法、化学法和生物法，生物法具有经济、高效、无二次污染等优势，应用最为广泛。相比其它生物反应器，升流式厌氧污泥床反应器（Up-flowAnaerobicSludgeBed，UASB）具有较高的生物量，且微生物种类丰富，协同作用强，因此可承受较高含量的污染物和有毒物质的冲击，污染物去除能力更强。大量的研究结果表明，UASB处理含酚废水酚类化合物去除率可高达90%以上。本文简述含酚废水的来源及其组成，对UASB中降解酚类化合物功能的某些微生物类群进行了总结，进一步探讨了UASB处理含酚废水的影响因素，并提出了UASB处理含酚废水的应用前景和研究方向，旨在为UASB处理含酚废水的理论研究与工程应用提供参考。1含酚废水的来源和组成由于工业门类、工艺条件等因素各异，因此含酚废水酚类化合物种类及含量差异很大。表1总结了不同行业含酚废水的酚类化合物组成，其中石化废水的酚类化合物种类多、含量高，是重要的酚类污染源[1]。石化废水中的酚类污染物主要来源于石油加工过程中的石脑油芳构化改质工艺和催化裂化过程[2]。2UASB处理含酚废水的特征性微生物国内外研究发现，在UASB中可以降解酚类化合物的厌氧微生物有产甲烷细菌聚生体、硫酸盐还原细菌、反硝化细菌等。酚类化合物的降解是靠微生物菌胶团和某些微生物分泌的代谢产物或酶共同作用的结果，不同微生物之间还存在着协同、竞争、拮抗等关系。表1不同行业的含酚废水的特点Tab.1Thecharactersofphenolicwastewaterfromdiversifiedfields废水类型重要酚化合物ρ(酚)/(g·L-1)COD/(g·L-1)文献煤气化褐煤气化高温煤液化高温褐煤液化低温碳化焦化厂熔渣废水石油精炼厂一般石化产品除草剂塑料苯酚，临、对、间甲酚，间苯二酚，二甲基苯酚苯酚、间苯二酚0.2095.50～7.260.8～1.53.29～11.79.250～17.50.62～1.155.50.00642～0.088030.05～0.600.210.6～2.01.77527.5～30.23～516.8～45.040～433.40～5.6632[3][4][5][6][7][8][9][10][10][10][10]升流式厌氧污泥床反应器处理含酚废水研究进展姚显阳，梁英，梁家豪，刘知远，王庆宏（中国石油大学（北京）北京市油气污染防治重点实验室重质油国家重点实验室，北京102249）摘要：总结了含酚废水的来源及特征污染物，分别介绍了产甲烷细菌聚生体、硫酸盐还原细菌、反硝化细菌对酚类污染物的降解途径和机理，并进一步探讨了的温度、HRT、进水碳氮磷比、回流比、抗负荷冲击能力、以及酚类化合物的种类、含量和毒性等因素对升流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理含酚废水的影响。通过投加共代谢基质、载体和生物固定化强化微生物的性能可以提高反应器的去除效率，今后可以进一步研究微生物强化、菌种筛选、反应器结构优化等方面，提高UASB处理含酚废水的运行稳定性、抗冲击负荷能力以及除酚效率。关键词：厌氧生物技术；升流式厌氧污泥床反应器（UASB）；含酚废水中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2017)07-0012-005收稿日期：2016-09-21基金项目：国家自然科学基金资助项目（21306229）作者简介：姚显阳（1992－），男，硕士研究生，研究方向为水污染的防治与资源化联系电话：13071186183；电子邮件：yaoxianyangyxy@163.com联系作者：王庆宏，副教授；联系电话：15652319667；电子邮件：wangqhqh@163.comDOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2017.07.003第43卷第7期2017年7月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.43No.7Jul.,2017122.1产甲烷细菌聚生体产甲烷细菌聚生体中存在的共代谢细菌可以将苯酚进行酸化，KNOLLG等利用示踪原子法研究甲烷菌降解苯酚的基本机理，发现由一种短杆菌和长杆菌以及少量的脱弧菌组成专性互养菌聚生体可以将苯酚羧化形成苯甲酸，而该细菌聚生体主要由产甲烷共生体中不动杆状革兰氏阴性菌组成[11-12]。NAJG等利用二代测序系统法分析了主要的微生物群落，发现互营杆菌（Syntrophorhadus）和梭状芽孢杆菌（Clostridium）占主导地位