[发明专利]一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解方法

说明书

本发明公开了一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解的方法，利用自制的木屑生物炭，投加在含酚废水厌氧降解系统中，通过生物炭的吸附作用能够显著降低苯酚废水的生物毒性，加快微生物适应环境，利于系统快速启动，从而降解苯酚。而且生物炭基于氧化还原活性的导电性能可能会激发种间电子直接传递，从而促进含酚废水厌氧降解，而且这种促进作用是持续的。本发明的优点主要体现在：①生物炭可利用固废自行制备，通过批次实验可以确定生物炭最优制备条件，而且生物炭可以回收利用；②生物炭通过吸附作用缓解苯酚废水生物毒性，有助于苯酚厌氧降解体系的快速启动；③生物炭对不同浓度苯酚废水厌氧降解都有显著的促进作用，而且这种促进作用是持续的。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别涉及一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解方法。

背景技术

苯酚作为一种重要的有机化工原料，广泛存在于煤化工、纺织的工业废水中，因其致癌性、顽固性引起广泛关注。废水厌氧生物处理是在厌氧条件下，利用厌氧微生物降解有机污染物同时产生甲烷。厌氧生物处理技术具有能耗低、产生的剩余污泥量较少、碳排放量小的显著优势，已经被广泛用于废水与废弃物处理。采用厌氧消化技术可以有效去除难降解有机物，能获得清洁生物能源。

然而苯酚的生物毒性及热力学壁垒限制了厌氧降解效率，而且互营产甲烷速率较低，因此需探寻一种强化苯酚厌氧降解的方法。

鉴于此，提供一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解方法，对广泛使用厌氧技术处理含苯酚废水大有裨益。

发明内容

为了克服上述工艺启动慢、苯酚降解效率低的问题，本发明提供向一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解方法，依靠生物炭巨大的比表面积和多孔结构来缓解苯酚的生物毒性，从而加快厌氧生物处理工艺的快速启动，而且生物炭表面的含氧官能团使其具有氧化还原活性，这可能激发互营产甲烷菌间种间电子直接传递，从而促进产甲烷效率，且对产甲烷过程有持续促进作用。通过实验确定生物炭最佳制备条件，以及验证生物炭对含酚废水厌氧降解作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种投加生物炭促进含酚废水厌氧降解方法，包括以下步骤：

步骤一，制备木屑生物炭；

步骤二，准备血清瓶，并向瓶内加入一定量的厌氧污泥、营养液、苯酚，形成含酚废水厌氧生物处理系统；

步骤三，将步骤一得到的木屑生物炭投加到含酚废水厌氧生物处理系统内；

步骤四，基质消耗完后，在排除消化液时，可回收消化液内的生物炭。

所述步骤二中厌氧生物处理系统的温度为35±1℃。

所述步骤一中木屑生物炭用固体废弃物自行制备，固体废弃物为木屑、椰壳或剩余污泥。

所述步骤二中厌氧生物处理系统内苯酚浓度为500-1700mg/L。

所述步骤一中木屑生物炭通过热解制备：即分别在300、500、700℃温度下，控制升温幅度为10-15℃/min，当温度分别达到300、500、700℃后维持2h；完全炭化后冷却至室温从马弗炉中取出，得木屑生物炭，将生物炭混匀研磨，过16和60目筛，分离得到0.25mm-1mm的于干燥器中保存备用在氮气保护下，将木屑炭加至去离子水中，重复清洗数次，经105℃烘干后放入干燥器备用。

所述木屑生物炭投加量为15g/L，所述生物炭投加方式为一次投加。

所述步骤四中木屑生物炭在苯酚厌氧降解反应结束后，过滤后于回收木屑生物炭。

所述步骤二中厌氧生物处理系统的营养液包括磷酸二氢钾0.24g/L，磷酸氢二钾1.12g/L，碳酸氢铵0.5g/L，氯化钙0.05g/L，氯化镁0.1g/L，，微量元素混合液1ml，驯化培养基pH为7.5。