促进含酚废水厌氧矿化的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911145921.6 (22)申请日 2019.11.21 (71)申请人 合肥工业大学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 何春华王伟胡真虎林惟实 刘听侠欧华 (74)专利代理机构 安徽省合肥新安专利代理有 限责任公司 34101 代理人 乔恒婷 (51)Int.Cl. C02F 3/28(2006.01) C12P 5/02(2006.01) C02F 101/34(2006.01) (54)发明名称 一种促进含酚废水厌氧矿化的方法。

2、 (57)摘要 本发明公开了一种促进含酚废水厌氧矿化 的方法， 是向厌氧生物处理系统中投加铁基复合 剂， 所述铁基复合剂主要由四氧化三铁和单价铁 组成。 本发明铁基复合剂一方面通过强化含酚废 水厌氧生物处理过程中的苯酚及其中间产物的 水解， 解除其对微生物的毒害作用， 另一方面可 提高含酚废水厌氧发酵系统的产甲烷的效率和 甲烷产量， 使含酚废水最终完全矿化。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 110697889 A 2020.01.17 CN 110697889 A 1.一种促进含酚废水厌氧矿化的方法， 其特征在于： 是向厌氧生物处理系统中投加铁基复合剂。 2.根据权利要求1所述的方。

3、法， 其特征在于： 所述铁基复合剂包括单价铁和四氧化三铁， 其中单价铁占铁基复合剂的质量百分比为 20-80， 四氧化三铁占铁基复合剂的质量百分比为20-80。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于： 所述铁基复合剂的投加量与待处理的含酚废水的化学需氧量COD浓度以及厌氧生物处 理系统中的污泥浓度相关， 铁基复合剂的质量投加量为0.1-10倍COD或0.1-5倍完全混合液 挥发性悬浮物浓度。 4.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于： 所述铁基复合剂的投加方式可根据出水铁离子浓度确定， 在厌氧生物处理系统的污泥 床内设置在线铁离子监测仪， 当铁离子浓度低于1-20的MLVSS浓。

4、度， 即可打开自动加药 系统， 向污泥循环系统投加铁基复合剂。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110697889 A 2 一种促进含酚废水厌氧矿化的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种促进含酚废水厌氧矿化的方法， 属于工业废水生物处理领域。 背景技术 0002 苯酚是一种重要的有机化工原料， 广泛应用于塑料、 合成橡胶、 医药、 农药、 香料、 染料、 涂料、 炼油等工业。 含酚废水正是生产各类产品过程中产生的工业废水， 由于苯酚应 用广泛， 每年都有上千吨的含酚废水产生。 含酚废水属于二类污染物， 需在生产企业排出口 检测到标后， 方可排放。 0003 目前， 含酚废水常规的处理方法。

5、主要是物化法和生物法。 物化法包括如萃取法、 蒸 汽吹脱法等， 该法处理含酚废水的优点是可回收苯酚， 但其处理成本太高， 一般只适用于高 浓度含酚废水处理。 相对于物化法， 生物处理含酚废水的成本会降低很多， 特别是厌氧生物 处理法， 其占地少， 能耗低， 无产生剩余污泥， 并且能回收生物能(甲烷)， 是处理含酚废水的 理想工艺。 然而， 厌氧生物处理含酚废水也存在短板， 即苯酚及其中间产物对厌氧产甲烷菌 的活性有抑制毒害作用， 从而限制了苯酚厌氧生物处理的应用。 发明内容 0004 本发明旨在提供一种促进含酚废水厌氧矿化的方法， 能有效提高含酚废水中苯 酚、 苯甲酸等有毒有害物质的降解速率，。

6、 同时能促进苯酚矿化产甲烷， 以达到回收生物能的 目的。 0005 本发明促进含酚废水厌氧矿化的方法， 是向厌氧生物处理系统中投加铁基复合 剂。 0006 所述铁基复合剂包括单价铁和四氧化三铁， 其中单价铁占铁基复合剂的质量百分 比为20-80， 四氧化三铁占铁基复合剂的质量百分比为20-80。 0007 所述铁基复合剂的投加量与待处理的含酚废水的化学需氧量(COD)浓度以及厌氧 生物处理系统中的污泥浓度相关， 铁基复合剂的质量投加量为0.1-10倍COD或0.1-5倍完全 混合液挥发性悬浮物浓度(MLVSS)。 0008 所述铁基复合剂的投加方式可根据出水铁离子浓度确定， 在厌氧生物处理系统。

7、的 出水处设置在线铁离子监测仪， 当铁离子浓度低于1-20的MLVSS浓度(质量比)， 即可打 开自动加药系统， 向污泥循环系统投加铁基复合剂。 0009 向厌氧生物处理系统中添加导电材料， 可提高厌氧生物系统的稳定性和甲烷产 量。 导电材料中如单价铁、 四氧化三铁， 在厌氧系统中充当电子穿梭体， 促进厌氧系统中发 酵细菌和产甲烷细菌之间的种间电子传递作用。 本发明铁剂复合剂中的四氧化三铁能强化 苯酚及其中间产物的水解， 同时铁基复合剂中的单价铁对厌氧产甲烷有显著的促进作用， 二者强强联合， 既提高了苯酚的水解效率， 又提高厌氧系统的生物能回收。 通过实验验证本 发明的铁基复合剂的作用机制为铁。

8、基复合剂中的四氧化三铁可提高乙酸氧化细菌 Clostridium的丰度， 从而加快了苯酚厌氧消化系统中中间产物乙酸向氢气和二氧化碳方 说明书 1/3 页 3 CN 110697889 A 3 向转移， 而铁基复合剂中的单价铁大大促进了嗜氢产甲烷菌的生长， 从而使得含酚废水的 厌氧发酵系统的末端产甲烷过程的效率大大提高。 因此该复合剂不仅有效提高含酚废水中 酚类化合物及其中间产物的降解速率， 而且能快速促进含酚废水矿化产甲烷的速率和甲烷 产量。 0010 本发明投加的铁基复合剂， 原材料广泛易得， 价格低廉， 对厌氧系统的处理成本增 加甚微。 0011 本发明方法能提高苯酚降解速率14.1-42。

9、.8， 提高甲烷产量13.7-32.9。 0012 本发明投加的铁基复合剂可采用智能在线投加， 可实现全自动控制， 方便管理。 附图说明 0013 图1是不同浓度的苯酚厌氧降解速率对比。 从图1中可以看出， 相对于未投加铁剂 复合剂的厌氧生物处理系统， 向厌氧生物系统投机不同投加比的铁基复合剂， 其苯酚降解 速率提高了14.1-42.8。 0014 图2是不同浓度苯酚的厌氧甲烷累积总产量对比。 从图2中可以看出， 相对于未投 加铁剂复合剂的厌氧生物处理系统， 添加了铁剂复合剂的厌氧生物系统的甲烷累积总产量 提高了13.7-32.9。 0015 图3是不同浓度苯酚的厌氧产甲烷速率对比。 从图3中。

10、可以看出， 相对于未投加铁 剂复合剂的厌氧生物处理系统， 添加了铁剂复合剂的厌氧生物系统的产甲烷速率提高了 1.1-1.4倍。 具体实施方式 0016 本发明促进含酚废水厌氧矿化的方法， 是向厌氧生物处理系统中投加铁基复合 剂。 0017 所述铁基复合剂包括单价铁和四氧化三铁， 其中单价铁占铁基复合剂的质量百分 比为20-80， 四氧化三铁占铁基复合剂的质量百分比为20-80。 0018 所述铁基复合剂的投加量与待处理的含酚废水的COD浓度以及厌氧生物处理系统 中的种泥浓度相关， 铁基复合剂的投加量为10-10COD(质量比)或10-5MLVSS(质量比)。 0019 所述铁基复合剂的投加方式。

11、可根据出水铁离子浓度确定， 在厌氧生物处理系统的 污泥床内设置在线铁离子监测仪， 当铁离子浓度低于10的MLVSS浓度(质量比)， 即可打开 自动加药系统， 向污泥循环系统投加铁基复合剂。 0020 以苯酚为例， 向二者的厌氧生物体系中投加铁基复合剂， 铁基复合剂的剂量为5g/ L， 其中四氧化三铁： 单价铁50:50(质量比)， 处理的含酚废水中， 其苯酚的初始浓度 为200mg/L、 接种的初始污泥浓度为3gMLVSS/L， 在相同的环境条件下， 对比投加铁基复合剂 对苯酚的降解速率、 产甲烷速率和甲烷总量。 通过图1所示， 在厌氧生物处理系统中， 苯酚浓 度从200mg/L提高至到800。

12、mg/L(即COD浓度从500mg/L提高至1900mg/L)， 铁基复合剂的投加 比分别为从10倍COD、 7倍COD、 4.2倍COD和2.6倍COD， 相对于空白对照组铁基复合剂， 添加了 各种剂量铁基复合剂的厌氧生物系统的苯酚降解速率均得到了提高， 其中铁基复合剂的投 加比为4.2倍COD的苯酚降解速率提高了42.8。 图2和图3所示， 相对于空白对照组， 添加了 各种剂量铁基复合剂的厌氧生物系统的甲烷累积总产量和产甲烷速率均得到了提高， 其中 说明书 2/3 页 4 CN 110697889 A 4 甲烷累积总产量均得到提高了， 其中铁基复合剂的投加比为2.6倍COD的甲烷累积产量和产 甲烷速率提高的最多， 分别提高了32.9和1.4倍。 说明书 3/3 页 5 CN 110697889 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 110697889 A 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 110697889 A 7 。