焦化廢水含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴、硫氮等雜環(huán)化合物,組成復(fù)雜,是一種COD,酚,氨氮含量高且處理難度較大的一種有機(jī)工業(yè)廢水。 絕大多數(shù)焦化企業(yè)對(duì)焦化廢水的處理效果不理想, 出水COD濃度高,對(duì)氨氮污染幾乎沒有處理性能,沸石生物膜系統(tǒng)處理焦化廢水成為一個(gè)重要的研究方向。對(duì)缺氧-好氧沸石生物膜系統(tǒng)處理焦化廢水的啟動(dòng)性能及該系統(tǒng)的處理效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,該系統(tǒng)的啟動(dòng)終點(diǎn)與常規(guī)的生物膜系統(tǒng)有顯著不同, 應(yīng)以氨氮的生物硝化去除率在70%以上,同時(shí)COD的去除率達(dá)到60%以上時(shí),才可認(rèn)為啟動(dòng)基本完成。在流量為1.0 L/h,回流比為2.0,溫度為30~38℃,總停留時(shí)間50h的工藝條件下,該生 物 膜 系 統(tǒng) 對(duì)COD和氨氮的去除率分別可達(dá)67.03%和97.12%。
將特異性微生物的降解作用及沸石的吸附作用相結(jié)合,解決吡啶、喹啉及轉(zhuǎn)化產(chǎn)物氨氮的污染問題。結(jié)果表明,生物沸石中的吡啶降解菌Shinella zoogloeoides BC026及喹啉降解菌Pseudomonas sp. BW003能有效去除吡啶、喹啉,同時(shí)轉(zhuǎn)化后的氨氮也能被天然沸石或改性沸石所吸附。盡管改性沸石吸附能力不如天然沸石,但其表面能更有效附著微生物,在實(shí)際工程應(yīng)用上更具前景。制革工業(yè)中脫毛和脫灰軟化工序用到大量銨鹽和酶制劑,同時(shí)在脫脂、脫灰和軟化等工序中,大量的皮蛋白水解進(jìn)入廢水中成為有機(jī)氮進(jìn)而氨化后變成氨氮,導(dǎo)致制革廢水氨氮濃度高且濃度分布不均,給制革廢水氨氮的處理帶來了一定的難度。以模擬制革廢水為進(jìn)水,對(duì)沸石填料的曝氣生物濾池進(jìn)行掛膜試驗(yàn), 研究了沸石填料在掛膜過程中氨氮和COD的去除效果,結(jié)果表明:在水溫較低,低碳氮比條件下,沸石可以實(shí)現(xiàn)掛膜,生物沸石對(duì)氨氮去除效果較明顯,去除率達(dá)80%,以上,而對(duì)COD的去除可達(dá)70%以上,沸石可以實(shí)現(xiàn)生物再生。生物沸石對(duì)氨氮的去除在初期以離子交換作用為主,到中后期,以離子交換和硝化反應(yīng)的協(xié)同作用為主。國內(nèi)制漿造紙廢水約占全國工業(yè)廢水總排放量的18%,進(jìn)行制漿造紙廢水深度處理方面的研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用生物沸石濾池深度處理麥草制漿造紙廢水,研究其掛膜啟動(dòng)過程以及對(duì)有機(jī)物,SS的去除效果及影響因素。結(jié)果表明,在表面負(fù)荷為0.24 m3/(m2·h),有機(jī)負(fù)荷為0.144 kg/(m3·d),水力停留時(shí)間為5 h的條件下,對(duì)CODCr和SS的去除率分別為60%和90%。針對(duì)當(dāng)前大量水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水高COD、高氨氮的特點(diǎn),采用沸石濾料曝氣生物濾池對(duì)污染物進(jìn)行處理。通過對(duì)ZBAF的掛膜啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行以及微生物群落、 數(shù)量和活性等特性的研究, 探討了COD和氨氮的去除規(guī)律和機(jī)制。 結(jié)果表明,沸石的高效吸附作用可使系統(tǒng)獲得快速啟動(dòng),異養(yǎng)菌和硝化菌生物膜的成熟分別只需7d和25d;系統(tǒng)在水力負(fù)荷0.25 m/h及氣水比20∶1工藝條件下運(yùn)行效能最佳,COD和氨氮去除率分別穩(wěn)定在85%和70%左右。通過對(duì)ZBAF濾柱沿程水質(zhì)、微生物等指標(biāo)分析, 異養(yǎng)菌和硝化菌主要聚居區(qū)分別在濾料層下端和上端,DO值的低谷位置可作為其聚居區(qū)分界線;生物量(磷脂-P)和生物活性(好氧速率)沿高程的分布大體一致, 其最大值均出現(xiàn)在濾柱底部,分別為114.12 nmol/g和0.67 mg/(g·h)。
縱觀目前國內(nèi)外相關(guān)研究工作,主要集中在利用生物沸石去除污水中氨氮,COD,重金屬離子等的處理效果方面,在今后的工作中,可適當(dāng)開展沸石礦物結(jié)構(gòu)與生物膜生長質(zhì)量關(guān)系的研究,探討沸石生物膜內(nèi)物質(zhì)的循環(huán)、生物膜的群落結(jié)構(gòu)和功能以及影響生物群落的因素,進(jìn)而探討其對(duì)水處理效果的影響。
沸石在我國的儲(chǔ)藏量大,種類多樣,分布廣泛,生產(chǎn)成本低,其微孔結(jié)構(gòu)適合微生物生長繁殖,是一種優(yōu)良的微生物載體,將其應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域,既可以發(fā)揮其優(yōu)良的吸附性能,又能利用其中的微生物去除污染物。另外,生物沸石在使用和處理過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,是一種環(huán)境友好材料。因此,隨著對(duì)生物沸石研究的深入,利用生物沸石作為環(huán)境工程材料,在污染防治尤其在水處理方面將有潛在、廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)解決我國日益嚴(yán)峻的水環(huán)境污染及水資源短缺問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。