一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法与流程

本发明涉及环境工程水处理技术领域，具体是一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法。

背景技术：

硝基苯是一种典型的硝基芳香类化合物，广泛存在于医药、染料、塑料以及炸药工业废水中，有较强的生物毒性。物理化学处理法如，高级氧化，Fenton氧化和O₃/UV等，不仅耗能高，而且还可能产生严重的二次污染。目前常用的生物法首先在厌氧条件下以有机物或无机物为电子供体将NB还原转化成胺类物质(苯胺)后再进行氧化降解，在此过程中，硝基的还原是其降解的限速步骤。生物法处理硝基苯能耗和运行费用低廉，受到了国内外广泛的关注。但是由于硝基苯具有较强的生物毒性，污泥需一段时间的驯化才能耐受并降解一定浓度的硝基苯，因而硝基苯生物还原反应器需要较长的启动时间，一般为100天（d）以上。此外，硝基苯作为难降解有机物，反应速率慢，需要的水力停留时间长。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法，以解决现有技术硝基苯生物还原反应器启动时间长的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法，其特征在于：采用序批式反应器SBR形式，序批式反应器SBR内设置搅拌器进行搅拌，过程如下：

（1）、污泥接种：

向序批式反应器SBR中接种污泥，污泥为厌氧污泥，污泥在投入序批式反应器SBR前用蒸馏水清洗三次，污泥接种量为2000mgMLVSS/L；

（2）、进水水源配制：

进水水源为人工配制的模拟工业废水，配水中COD=1000mg/L，配水中各组分及浓度如下：

丙酸 276mg/L，

SO₄^2- 200mg/L，

NH₄Cl 80mg/L，

KH₂PO₄ 20mg/L,

硝基苯 0-30d内为2.5mg/L

0-60d内进水浓度逐步提高至30mg/L；

（3）启动序批式反应器SBR并批次运行：

进水经蠕动泵泵至序批式反应器SBR内进行序批式运行，序批式反应器SBR充水比1/3，运行一个批次时间为24h，其中进水0.5 h，运行22 h，静置沉淀1 h，排水0.5 h。

所述的一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法，其特征在于：投入序批式反应器SBR内搅拌浆工作转速为150~250r/min。

所述的一种硝基苯生物还原反应器的快速启动方法，其特征在于：序批式反应器SBR启动后可耐受硝基苯浓度不超过30mg/L。

在序批式反应器SBR运行期间，硫酸盐还原率和硫化物生成率趋于100%，序批式反应器SBR内硫酸盐还原菌逐渐富集，形成了硫酸盐还原系统。在30~60d时间段内，硝基苯进水浓度由2.5mg/L逐步提高至30mg/L，每7d提高一次进水硝基苯浓度。在60~80d内，序批式反应器SBR中的硝基苯还原率稳定在99%左右。

本发明在厌氧SBR反应器内建立硫酸盐还原体系，并通过逐步提高进水中硝基苯浓度对污泥进行驯化，提高反应器内微生物对硝基苯的耐受性和还原速率，实现硝基苯还原反应器的高效运行。

附图说明

图1为本发明序批式反应器SBR运行结构图。

图2为本发明实施过程中进水、产水中主要物质浓度变化图。

具体实施方式

构建序批式反应器SBR及其进出水系统如图1所示，序批式反应器SBR4有效容积为5L，圆柱状，横截面直径D=200mm，有效高度H=160mm。序批式反应器SBR4的进水口3高度为170mm，序批式反应器SBR4的出水口7高度为107mm，出水口7通往外部排水渠8，序批式反应器SBR4的取样口6高度为130mm。

进样箱1内为人工模拟配制的工业废水，单次配水量为1.8L，配水通过蠕动泵2从序批式反应器SBR4的进水口3送入序批式反应器SBR4，

配水中组分为：

丙酸 276mg/L，

SO4^2- 200mg/L，

NH4Cl 80mg/L，

KH2PO4 20mg/L，

其它微量元素和微生素浓度为5ppm；

硝基苯在序批式反应器SBR启动期间的浓度变化见图2。序批式反应器SBR接种污泥取自某酒精废水处理厂的厌氧污泥，接种浓度为2000mgMLVSS/L，污泥接种后采用批次运行方式进行驯化。序批式反应器SBR充水比1/3，运行一个批次时间为24h，其中进水0.5 h，运行22 h，静置沉淀1 h，排水0.5 h。在序批式反应器SBR静置结束后，从取样点取样，分析出水的硝基苯、苯胺(硝基苯还原产物)、硫酸盐和硫化物浓度，在驯化期间序批式反应器SBR出水水质见图2。

由图2可知，在0~30d内，序批式反应器SBR内硫酸盐还原率和硫化物生成率趋于100%，形成以硫酸盐还原菌为优势种群的硫酸盐还原体系。在60~70d内，当序批式反应器SBR进水硝基苯浓度为30mg/L，硝基苯的还原率和苯胺生成率稳定在99%~100%，污泥驯化完成。