[发明专利]生物联合光催化复合降解液态体系在降解苯酚废水中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及酚类废水处理领域，具体涉及生物联合光催化复合降解液态体系在降解苯酚废水中的应用。

背景技术

含酚废水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、合成燃料、有机农药和酚醛树脂等生产过程。含酚废水中主要含有酚基化合物如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基酚甲酚等，它是水体的重要污染物之一。酚类化合物是一种原生质毒物，对所有生物活性体均能产生毒性，可通过与皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环，致使细胞破坏并失去活力，也可通过口腔侵入人体，造成细胞损伤。高浓度的酚液能使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起深部组织损伤，坏死乃至全身中毒，即使是低浓度的酚液也可使蛋白质变性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。酚和其它有害物质相互作用产生协同效应，变得更加有害，促进致癌化。含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁，也对动植物产生危害，破坏生态平衡。酚类废水对我们生活的各方面都有很大的影响，酚类废水处理的问题变得更加复杂和迫切。

苯酚是含酚废水中典型的有机污染物之一，苯酚是最简单的酚类有机物，有毒，有腐蚀性，苯酚是一种常见的化学品，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能。美国国家环保局（EPA）制定的关于酚的标准指出，在苯酚的浓度超过2.56mg/L时，会对淡水水生生物产生慢性毒性；3.5mg/L苯酚含量是该类化合物对人体产生危害的最低浓度。

由于含酚废水的组成、酸碱性以及浓度的不同，治理方法也不一样，目前工业上治理含酚废水的方法一般分为物化法、化学法、生化法等三大类。生化法是应用较普遍的含酚废水处理技术，它主要是利用微生物的新陈代谢作用，降解水中的酚类化合物，将其转化为无机物以实现无害化的目的，生化法中主要以活性污泥法的处理效果较好，但一般难达到处理要求。化学法中的光催化法是国内新开发的一种处理含酚废水的技术，光催化法主要是处理共缩聚法回收树脂后的低浓度的含酚废水，在其中加入光催化剂，用光照射（紫外光或阳光）然后加热搅拌通空气两小时后取样测定，含酚量达到排放标准后即可停止反应；利用TiO₂等半导体为光催化剂能彻底降解苯酚等有机物，但其要以紫外光激发才能产生·OH氧化有机物，而且使用TiO₂超细微粉作催化剂，给污水处理后期的催化剂分离回收带来了极大的不便，因而限制了该技术的工业化应用。并且现有技术中，光催化降解废水基本都需要在紫外光照射或H₂O₂等氧化剂存在的条件下进行，因此增加了反应成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种处理效率高、处理工艺简单、操作方便、处理成本低的生物联合光催化复合降解液态体系在降解苯酚废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种生物联合光催化复合降解液态体系降解苯酚废水的应用，包括以下步骤：将初始苯酚废水加入至生物联合光催化复合降解液态体系中，在光照条件下，恒温振荡处理，即完成对体系中苯酚废水的降解。

作为本发明的进一步改进，

所述生物联合光催化复合降解液态体系包括由微生物降解剂和光催化剂组成的混合液。

所述微生物降解剂为黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium），所述光催化剂由Fe₃O₄纳米粒子和黄孢原毛平革菌代谢产生的草酸组成。

所述草酸的摩尔浓度为24.45mmol/L～27.35mmol/L。

所述振荡处理转速为120r/min～150r/min，温度为30℃～37℃，时间为1d～5d。

所述振荡处理的时间优选为3d。

所述振荡处理的光照条件的光源为普通日光灯。

所述初始苯酚废水加入至生物联合光催化复合降解液态体系后体系中的苯酚废水的浓度为20mg/L～120mg/L。

本发明的上述生物联合光催化复合降解液态体系的制备方法，包括以下步骤：