摘要：采用序批式氣升環(huán)流反應(yīng)器（SAR）處理硝基苯廢水，研究了硝基苯濃度和COD/N對(duì)處理過(guò)程的影響，分析了缺氧段COD和硝基苯降解動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明，硝基苯在缺氧段被還原為苯胺，而苯胺在好氧段得到快速降解。硝基苯與基質(zhì)（葡萄糖-COD）最佳質(zhì)量比為1：35~1：25，該條件下反應(yīng)器對(duì)硝基苯和COD去除率分別可達(dá)99%~100%和92%~94%。由于受傳質(zhì)限制，進(jìn)水需要維持106 mg/L的氨氮（葡萄糖-COD/N比值為100：10）以滿足缺氧段微生物對(duì)氨氮的營(yíng)養(yǎng)需要。缺氧段COD的降解符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)速率常數(shù)k2為2.7×10-4 L•mg/h；硝基苯的降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)速率常數(shù)k1為0.14 h-1。研究表明，序批式氣升環(huán)流反應(yīng)器可作為一種簡(jiǎn)單而有效的反應(yīng)器用于處理硝基苯廢水。

硝基苯作為重要的化工原料，主要用于制備苯胺、炸藥、染料、農(nóng)藥和醫(yī)藥等。硝基苯由于對(duì)人和動(dòng)物血液或神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害作用，被許多國(guó)家列為優(yōu)先控制污染物。近年來(lái)，人們嘗試吸附、FENTON反應(yīng)、臭氧氧化、光化學(xué)降解、超聲輻照、超臨界水氧化等物化方法處理硝基苯廢水，取得了良好效果，但處理成本過(guò)高或容易產(chǎn)生二次污染問(wèn)題限制了它們的廣泛應(yīng)用。與物化法相比，生物法在處理硝基苯廢水方面更為有效，而且可避免二次污染問(wèn)題。厭氧微生物可從易降解基質(zhì)的分解獲得還原能力，把硝基苯還原成苯胺，而好氧微生物可通過(guò)單加氧酶或雙加氧酶攻擊，實(shí)現(xiàn)苯胺開環(huán)和降解。因此，通過(guò)厭氧/好氧組合工藝可實(shí)現(xiàn)硝基苯的礦化。

目前硝基苯廢水生物處理研究和工程應(yīng)用主要集中于連續(xù)流厭氧/好氧組合工藝如水解酸化/活性污泥組合工藝、滴濾池/活性污泥組合工藝、厭氧折流板反應(yīng)器/活性污泥組合工藝等，但實(shí)際應(yīng)用表明，這些工藝存在啟動(dòng)和再啟動(dòng)困難問(wèn)題，而且容易受濃度負(fù)荷變化影響。作為一種間歇式的廢水處理工藝，序批式活性污泥法（SBR）在硝基苯廢水處理方面可克服上述組合工藝的不足。

一方面，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)器的啟動(dòng)和操作也非常簡(jiǎn)便；另一方面，它可以提供硝基苯還原和苯胺降解所需要的缺氧和好氧環(huán)境，而且缺氧和好氧時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。有鑒于此，筆者采用傳質(zhì)和傳氧性能良好的氣升環(huán)流反應(yīng)器進(jìn)行間歇實(shí)驗(yàn)，考察硝基苯濃度和COD/N對(duì)該反應(yīng)器處理硝基苯廢水效果的影響，分析缺氧段COD和硝基苯降解動(dòng)力學(xué)，為硝基苯廢水處理工程實(shí)踐提供借鑒。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

序批式氣升環(huán)流反應(yīng)器（SAR）實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其有效容積為5.5L，外筒直徑與高度分別為14.5cm和42.5cm，內(nèi)筒直徑和高度分別為8.5cm和26cm，出水口離底部15cm。在缺氧段，通過(guò)水力循環(huán)（上流速度3.6L/h）強(qiáng)化傳質(zhì)；在好氧段，通過(guò)反應(yīng)器底部的微孔曝氣器以0.04m3/h的流量為反應(yīng)器提供空氣，溶解氧（DO）為0.5~3.5mg/L。PH和DO在液面下5cm處進(jìn)行測(cè)量。

1.2接種污泥與馴化

反應(yīng)器在室溫（25~28度）下序批式運(yùn)行。

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