[發(fā)明專利]一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011630410.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112624330A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李倩;陳豪;高新;陳榮;王高駿;楊杰;高文宇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/34
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

本發(fā)明公開了一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解的方法，利用自制的木屑生物炭，投加在含酚廢水厭氧降解系統(tǒng)中，通過生物炭的吸附作用能夠顯著降低苯酚廢水的生物毒性，加快微生物適應(yīng)環(huán)境，利于系統(tǒng)快速啟動，從而降解苯酚。而且生物炭基于氧化還原活性的導(dǎo)電性能可能會激發(fā)種間電子直接傳遞，從而促進(jìn)含酚廢水厭氧降解，而且這種促進(jìn)作用是持續(xù)的。本發(fā)明的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：①生物炭可利用固廢自行制備，通過批次實驗可以確定生物炭最優(yōu)制備條件，而且生物炭可以回收利用；②生物炭通過吸附作用緩解苯酚廢水生物毒性，有助于苯酚厭氧降解體系的快速啟動；③生物炭對不同濃度苯酚廢水厭氧降解都有顯著的促進(jìn)作用，而且這種促進(jìn)作用是持續(xù)的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解方法。

背景技術(shù)

苯酚作為一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛存在于煤化工、紡織的工業(yè)廢水中，因其致癌性、頑固性引起廣泛關(guān)注。廢水厭氧生物處理是在厭氧條件下，利用厭氧微生物降解有機(jī)污染物同時產(chǎn)生甲烷。厭氧生物處理技術(shù)具有能耗低、產(chǎn)生的剩余污泥量較少、碳排放量小的顯著優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛用于廢水與廢棄物處理。采用厭氧消化技術(shù)可以有效去除難降解有機(jī)物，能獲得清潔生物能源。

然而苯酚的生物毒性及熱力學(xué)壁壘限制了厭氧降解效率，而且互營產(chǎn)甲烷速率較低，因此需探尋一種強(qiáng)化苯酚厭氧降解的方法。

鑒于此，提供一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解方法，對廣泛使用厭氧技術(shù)處理含苯酚廢水大有裨益。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述工藝啟動慢、苯酚降解效率低的問題，本發(fā)明提供向一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解方法，依靠生物炭巨大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)來緩解苯酚的生物毒性，從而加快厭氧生物處理工藝的快速啟動，而且生物炭表面的含氧官能團(tuán)使其具有氧化還原活性，這可能激發(fā)互營產(chǎn)甲烷菌間種間電子直接傳遞，從而促進(jìn)產(chǎn)甲烷效率，且對產(chǎn)甲烷過程有持續(xù)促進(jìn)作用。通過實驗確定生物炭最佳制備條件，以及驗證生物炭對含酚廢水厭氧降解作用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種投加生物炭促進(jìn)含酚廢水厭氧降解方法，包括以下步驟：

步驟一，制備木屑生物炭；

步驟二，準(zhǔn)備血清瓶，并向瓶內(nèi)加入一定量的厭氧污泥、營養(yǎng)液、苯酚，形成含酚廢水厭氧生物處理系統(tǒng)；

步驟三，將步驟一得到的木屑生物炭投加到含酚廢水厭氧生物處理系統(tǒng)內(nèi)；

步驟四，基質(zhì)消耗完后，在排除消化液時，可回收消化液內(nèi)的生物炭。

所述步驟二中厭氧生物處理系統(tǒng)的溫度為35±1℃。

所述步驟一中木屑生物炭用固體廢棄物自行制備，固體廢棄物為木屑、椰殼或剩余污泥。

所述步驟二中厭氧生物處理系統(tǒng)內(nèi)苯酚濃度為500-1700mg/L。

所述步驟一中木屑生物炭通過熱解制備：即分別在300、500、700℃溫度下，控制升溫幅度為10-15℃/min，當(dāng)溫度分別達(dá)到300、500、700℃后維持2h；完全炭化后冷卻至室溫從馬弗爐中取出，得木屑生物炭，將生物炭混勻研磨，過16和60目篩，分離得到0.25mm-1mm的于干燥器中保存?zhèn)溆迷诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下，將木屑炭加至去離子水中，重復(fù)清洗數(shù)次，經(jīng)105℃烘干后放入干燥器備用。

所述木屑生物炭投加量為15g/L，所述生物炭投加方式為一次投加。

所述步驟四中木屑生物炭在苯酚厭氧降解反應(yīng)結(jié)束后，過濾后于回收木屑生物炭。

所述步驟二中厭氧生物處理系統(tǒng)的營養(yǎng)液包括磷酸二氫鉀0.24g/L，磷酸氫二鉀1.12g/L，碳酸氫銨0.5g/L，氯化鈣0.05g/L，氯化鎂0.1g/L，，微量元素混合液1ml，馴化培養(yǎng)基pH為7.5。