生物活性炭技术在工业废水处理中的研究进展 3页

第43卷第4期当代化工Vo1．43，No．42014年4月ContemporaryChemicalIndustryApr1]．2014生物活性炭技术在工业废水处理中的研究进展胡顺莹，赵翠，施岩(辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001)摘要：工业废水是一种成分复杂、难降解的有机废水，水中含有大量的氨氮、重金属、固体污染物、泥沙等有毒有害物质。采用单一的生物处理技术难以进行有效治理。主要介绍了生物活性炭技术在处理印染废水、造纸废水、焦化废水、制革废水、炼油废水方面的研究现状，并对今后的研究方向提出了建议。关键词：生物活性炭技术；工业废水；印染废水；造纸废水；焦化废水中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)04—0625—03ResearchProgressinBACTechnologyforIndustrialWastewaterTreatmentHUShun-ying，ZHA0Cui，SHIYan(LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：IndustrialwastewateriSakindofcomplexandrefractoryorganicwastewater,andcontainsalotofmatters．suchasheavymetals，solidcontaminantssedimentandothertoxicsubstances．Itcan’tbetreatedwithsingletechnology．Inthispaper,researchstatusofBACtechnologywasintroducedinthefieldofdyeingwastewater，papermakingwastewater，wastewater,tannerywastewater，refinerywastewater；AndfutureresearchdirectionofBACtechnologywassuggested．Keywords：Biologicalactivatedcarbon；Industrialwastewater；Dyeingwastewater；Papermakingwastewater；Cokingwastewater目前，．r业废水污染问题十分严峻，2012年我果表明：系统运行20d后，生物膜基本成熟，COD国发布的《轻_丁业“十二五”发展规划》中指出，和NH一N去除率可分别稳定在8o％~H70％左右。我国要积极推进节能减排，建设和完善结构优化、稳定运行阶段，适当延长水力停留时间，有利于污技术先进、清洁安全的现代轻产业体系。生物活染物的去除，但是续增大水力停留至110rain时，性炭(biologicalactivatedcarbon，BAC)技术⋯是在COD、NH，一N的去除率以及脱色率相对于水力停留活性炭技术的基础上发展而来的，它利用了活性时间为50rain时分别下降了25．56％、19．54％和炭吸附与生物降解的协同作用来处理废水。近年21．74％。贾跃然等以某印染厂排放的综合印染废来，国内外学者目前对业废水集成处理工艺研究水为研究对象，考察并研究了生物活性炭工艺对印较多。本文主要介绍了生物活性炭集成技术在印染染废水深度处理的影响效果。结果表明：利用接种废水、造纸废水、焦化废水、制革废水、炼油废水挂膜法可以强化挂膜效果，减少挂膜的时间，成功处理中的应用，并对活性炭处理工业废水未来的发挂膜后，印染废水中污染物的去除率随水力负荷的展提出了几点建议，以期为相关研究提供参考。增大而下降，随气水比的增大而升高。当气水比值从1增大到3时，NH一N、CODer、浊度和色度的l生物活性炭技术对工业废水的处理去除率分别提高了45．2％、20．1％、10％和10％，但1．1生物活性炭技术在印染废水处理中的应用是继续增大气水比后，污染物的去除率基本没有影印染废水中含有大量的有机物，且色度深、碱响。孙根行。州等以某印染厂二级生化出水为研究对性强、水质变化快，用常规的活性炭法很难处理。象，考察了BAC对COD、NH4+-N、SS和色度的平姬海燕等人以天津某印染厂经二级处理后的印染均去除率。通过实验发现：当温度为16．8～29．2、废水为研究对象，考察了挂膜阶段和稳定运行阶段DO的质量浓度为5mg／L、水力负荷为0．33m·m一生物活性炭对COD、NH，一N、色度的去除效果。结-h～、HRT为1．1h时，BAC对COD、色度、NH一N、收稿日期：2013-09—14作者简介：胡顺莹(1993一)，女，辽宁省抚顺市人，辽宁石油化工大学环境科学专业，研究方向：环境科学。E-mail：503831660@qq．com。通讯作者：施岩(1977一)，男，博士研究生，讲师，研究方向：化工工艺。E-mail：309762528@qq．COrl。nss和色度的平均去除率分别达到了67．3％、68．8％、CODcrl30～150mg／L时，生物活性炭在深度处理制82．3％和71．2％。白祖国l7J等人采用臭氧氧化、活性浆造纸废水中的效果明显，对难生化的有机污染物炭吸附、生物氧化、活性炭生物再生联合法，在低去除率较高。总的来说，对于诸如造纸、印染等难温条件下，深度处理山东某印染厂生化处理出水。生物降解废水，生物活性炭工艺在深度处理中具有实验结果表明：低温条件虽然延长了系统的挂膜启较好的应用前景。但其长时间使用后，会出现吸附动时间，但不影响挂膜的质量。挂膜所采用的LB饱和的现象，需要再生或更换，将会大大增加处理菌种在低温(4～18℃)条件下能够正常生长繁殖，成本。22d后即可得到处理效果稳定的生物膜，浊度、色1。3生物活性炭技术在焦化废水处理中的应用度、COD去除率分别稳定在68．76％、72．3％、60％，焦化废水中含有大量的污染物，COD在1000出水水质良好且稳定。总的来说，生物活性炭(BAC)左右，氨氮高达几百到几千，氰化物0～10×10～，技术利用微生物的降解以及活性炭吸附的双重作用硫化物几十×10一，并且含有较多的芳香类化合可以更加有效的去除废水中的污染物。但是在去除物。而生物活性炭的降解和吸附作用可以有效地去水中异昧方面，短时间内可以有效，但是过一两个除这些污染物。姚建华等以经常规生化T艺处理月后，效果会变差，需要再次投入，这样就会使得后的焦化废水为研究对象，考察了臭氧一生物活性投入的成本相对较高。炭工艺深度处理焦化废水的效果和可行性。结果表1．2生物活性炭技术在造纸废水处理中的应用明：该工艺用于焦化废水的深度处理是完全可行的。造纸废水中含有大量的纤维、填料、涂料、可经臭氧氧化后，废水中的部分难生物降解有机物变溶性的有机污染物(COD、BOD)以及SS，而生物得可被微生物降解，提高了废水的可生化性。使生活性炭可以有效地吸附ss等同体污染物，降解有机物活性炭技术更容易去除焦化废水中的各类污染物污染物。吴迪等以白山东省某造纸厂生化处理后质，令焦化废水达到国家标准后再进行排放。田颖的二沉池出水为研究对象，利用Ca(OH)和PAM等人以焦化废水生化处理后出水为研究对象进行混凝技术，再利用O，：uV组合高级氧化技术进行实验。对比“Fenton氧化+生物接触法+膜处理”和深度氧化，最后通过生物活性炭滤池(BAC)，使出“臭氧+生物活性炭+膜处理”两套焦化废水深度处水的COD小于50mg／L，去除率达79．1％。达到城理方案。结果表明：先利用臭氧的强氧化作用将较市污水再生利用工业用水的水质标准。苗飞等以难降解的有机物氧化成相对容易降解的有机物，再棉秆原料制浆造纸后的二沉池出水为研究对象，研利用后续的活性炭滤池去除有机物及色度，最后再究了梯级7昆凝和生物活性炭组合工艺对棉秆造纸废利用膜处理适度脱盐，是最具优势的实验方法。郭水的处理效果。结果表明：梯级混凝段在最佳投药胜等人以某焦化厂生化处理以后的出水为研究对量的基础上，一级混凝对二沉池出水的COD和色象，考察了应用生物活性炭技术深度处理焦化厂生度的去除率分别为30％和28％，二级混凝对二沉化处理后废水的实际情况。结果表明：投加不同量池出水的COD和色度的去除率分别为60％和70％；的活性炭，随着活性炭投加量的不断增加，色度和生物活性炭段对COD和色度的去除率分别达到COD的去除率开始呈直线上升趋势当投加量到达450％和70％。于鹏”。等以某造纸集团污水处理厂出g／L后，COD和色度的去除率开始不再上升。焦化水为研究对象，研究了采用厌氧一好氧一絮凝沉淀厂生化后出水(COD为200mg／L，色度为900度)的生物活性炭T艺对造纸污水进行的处理效果。实经生物活性炭处理后，COD的含量降为46．9mg／L，验结果表明：平均进水CODcr149．99mg／L、色度色度降至25．8度，达到国家工业再生水质标准。总34．30倍时，CODcr、色度去除率均达到50％以上。的来说，焦化废水深度处理完全回用成本较高，目证明了生物活性炭工艺在造纸废水深度处理中能够前完全实施较为困难。达到较好的处理效果。张瑞超⋯等人利用特效微生1．4生物活性炭技术在制革废水处理中的应用物与活性炭相结合的方法处理山东华泰纸业股份有制革废水主要来源于鞣前准备、鞣制和其他湿限公司的污水，并考察了培育好的白腐菌和特殊菌加工工段。污染最重的是脱脂废水、浸灰脱毛废水、群等微生物对污水的处理效果。结果表明：在温度铬鞣废水，这3种废水约占总废水量的50％，但却30～35oC，pH值6．5～7．5，色度30～50倍，包含了绝大部分的污染物，各种污染物占其总量的n第43卷第4期胡顺莹，等：生物活性炭技术在工业废水处理中的研究进展627质量分数为：CODer80％、BOD75％、SS70％、硫化的污染物比重较大，因此，生物活性炭的处理效率物93％、氯化钠50％、，铬化合物95％。余彬等还有待提高。人以浙江省某制革园区污水处理厂的生化出水为研2结论究对象，考察了臭氧氧化一生物活性炭滤池深度处理制革废水二级出水的实验成果。在最优的条件下，工业废水会造成有机需氧物质污染、化学毒物污染、无机固体悬浮物污染、重金属污染、酸污染、碱即在臭氧加入量为25mg／L、氧化时间为25min、生物活性炭滤池HRT为1h时，处理后废水的平均污染等等直接威胁人民群众的生命和健康。本文对近年来国内外工业废水的处理技术及现状进行了综述，COD为51mg／L，平均TOC为15．1mg／L，平均UV254(波长254nm处单位比色皿光程下的吸光笔者对该种处理技术提出如下建议：度)为0．12，平均氨氮质量浓度为0．51mg／L，出水(1)对于相关操作流程应加强生物炭池的操作水质达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物管理，加强反冲洗并控制其强度，以防止活性炭流失，排放标准》中的一级B排放标准。王正法等以福运转时保证连续曝气；建某集控区皮革废水处理厂排水为研究对象，(2)加强研究增加活性炭寿命的措施，以降低使用成本；研究了针对物化混凝+SBR二级处理后的制革废水。结果表明：采用ABFT+吸附混凝沉淀工艺进(3)实验研制低粉尘的活性炭粉沫。行深度处理，其中出水主要污染物的平均CODer参考文献：133．8mg／L、NH一N0．9mg／L，平均去除率分别为[1]王小蓉，郝广平，李文翠．生物活性炭技术在水处理中的研究与应用lJ】l化工进展，2010，29(5)：932—937+951．71．7％和99．0％。总的来说，通过脱色方案比较，活[2]李子龙，马双枫，王栋，等．活性炭吸附水中金属离子和有机物吸性炭吸附混凝沉淀法去除色度效果显著，出水色度附模式和机理的研究『J1．环境科学与管理，2009，34(1O)：88—92+178．低于5倍。随着新型活性炭材料的不断研发、吸附[3]盛雪飞，彭燕，陈健初．天然抗氧化剂之间的协同作用研究进展『JJ．技术的日趋成熟，活性炭吸附法也将更加广泛的应食品工业科技，2010(7)：414—417+421．[4]姬海燕，陈浩传，洪惠，等．生物活性炭深度处理印染废水的研究lJl_用于重金属废水的处理。天津化工，2013，27(2)：32—34．1．5生物活性炭技术在炼油废水处理中的应用[5]贾跃然，代学民，高品．生物活性炭深度处理印染废水的研究fJ1．河炼油企业外排废水量较大，废水中污染物浓度北建筑工程学院学报，2008，26(3)：43—46．较高，主要污染物包括悬浮物、有机物类等，废水[6]孙根行，李敏，郭榴梓，等印染废水生物活性炭深度处理研究『JJ．水处理技术，201137(2)：106—109．处理日益受到关注。炼油废水的可生化性较低，且[7]白祖国，杨小俊，蔡亚君，等臭氧一生物活性炭系统处理印染有机负荷较高，如果直接采用传统的生化法，不易废水低温启动研究lJ1．环境_T程，2013,31(1)：l2—14．取得稳定良好的处理效果，而固定化说生物活性炭[8]吴迪，张璇，孙星凡，等．O／UV+BAC深度处理废纸制浆造纸废水Ⅲ．工业水处理，2009，29(1)：39—42．技术可以较好地解决这些问题。丛俏等以锦州市[9]苗飞，庞金钊，杨宗政．梯级混凝和生物活性炭组合1艺对棉秆造某石化公司的炼油废水为研究对象，采用混凝一砂纸废水的处理造纸化学品，2010，22(6)：15—24．滤一固定化生物活性炭技术处理炼油废水。结果表[1O]于鹏，宋健，庞金钊，等．造纸废水生物强化活性炭深度处理『J『l明，在混凝剂1％聚丙烯酰胺和FAPS投加量为1．0废水深度处理，2008(10)：35—37．[11]张瑞超，缪效真，马厚悦，等．制浆造纸废水生物活性炭深度处mL／L和4mL／L、砂滤滤速30mL／min、滤层高度40理的研究rJ]．技术进步，2008(21)：54—56．em、固定化生物活性炭柱停留时间30min、炭柱高[12]姚建华，魏宏斌，陈良A-等．臭氧／生物活性炭工艺深度处理度40em的条件下，经混凝一砂滤一固定化生物活焦化废水中试验lJ1_中国给水排水．2010，26(5)：109—111．性炭技术处理后，各操作单元的浊度平均去除率分[13]田颖，王丽华，常瑞卿，等．焦化废水深度处理试验『J]l环境：lr程．201l_29(3)：1-5+29．别为84．17％、96．36％、97．22％，COD平均去除率分[14]郭胜，王光华，李文兵，等．生物活性炭深度处理焦化废水的研究别为52．37％、62．13％、79．45％。该工艺对废水中的fJ1l煤矿环保，2010(3)：100—103．污染物质有很好的去除效果。总的来说，BAC通过[15]余彬，刘锐，程家迪，等．臭氧氧化一生物活性炭滤池深度处理制革废水二级出水[J1．2012，32(1)：39—43．潘眭炭与微生物的协同效果，加快了微生物对水中[16]王正法，章春生．制革废水深度处理回用ABFTT艺中试研究污染物的降解才能。生物活性炭是近年来发展起来lJ_．能源环境保护，201l，25(5)：17一l9+22．的新技术，具有占地面积小、污染小、处理效果好、[17]丛俏，曲蛟．固定化生物活性炭处理炼油废水『J1．石油炼制与化运行比较稳定、可连续运行等优点。但炼油废水中工，2010．41(2)：73—76．