生物處理技術
生物處理技術
生物(wu)處(chu)理技(ji)術是利用(yong)微生物(wu)的(de)(de)代謝作用(yong)，在有(you)氧(yang)或缺氧(yang)的(de)(de)條件下，使廢水中有(you)機污染物(wu)氧(yang)化分解，轉化為穩定、無害物(wu)質的(de)(de)處(chu)理方法(fa)。
細菌好氧法
20世紀末科學家(jia)提(ti)出微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可用于TNT，RDX等(deng)火炸(zha)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)質的(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)，隨后，微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)火炸(zha)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)質的(de)文(wen)章相(xiang)繼出現(xian)。Simon篩選出菌(jun)株在(zai)45d的(de)培養(yang)時間(jian)內降(jiang)解(jie)TNT76%(8196～1997μg/L)和(he)RDX94%(10629～679μg/L)，說明了生(sheng)物(wu)(wu)(wu)法處理火炸(zha)藥(yao)廢水的(de)可行(xing)性。在(zai)pH值為(wei)(wei)7，溫度30℃的(de)好氧條件下，以(yi)(yi)玉米浸(jin)泡汁(1%)作(zuo)為(wei)(wei)共代(dai)謝碳(tan)源(yuan)，假單胞菌(jun)KP-T10215h可將100mg/L的(de)TNT幾(ji)乎完全礦(kuang)(kuang)化，其中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu)(wu)(wu)為(wei)(wei)22氨基(ji)(ji)(ji)-4，62二(er)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)(jia)苯、42氨基(ji)(ji)(ji)-2，62二(er)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)(jia)苯、2，42二(er)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)(jia)苯和(he)2，62二(er)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)(jia)苯。Jacqueline研究發現(xian)了TNT降(jiang)解(jie)新途徑，微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)群體以(yi)(yi)TNT作(zuo)為(wei)(wei)唯一碳(tan)源(yuan)和(he)能源(yuan)，通(tong)過脫除(chu)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)，氧化芳烴(jing)環和(he)礦(kuang)(kuang)化為(wei)(wei)CO2實現(xian)TNT的(de)降(jiang)解(jie)，其中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu)(wu)(wu)為(wei)(wei)32甲(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)-4，62二(er)硝(xiao)(xiao)基(ji)(ji)(ji)鄰苯二(er)酚。
活性污泥法
利用(yong)活(huo)性污(wu)泥(ni)在廢水(shui)(shui)中的(de)凝聚、吸附、氧(yang)化、分解(jie)和沉淀等作用(yong)去除廢水(shui)(shui)中的(de)有機污(wu)染物質。BeLL等用(yong)半連續式的(de)活(huo)性污(wu)泥(ni)系(xi)統對TNT進行處理(li)，結(jie)果(guo)接近(jin)完全(quan)除盡;Janes等運用(yong)完全(quan)混合(he)的(de)活(huo)性污(wu)泥(ni)系(xi)統來(lai)處理(li)彈藥廠的(de)生產廢水(shui)(shui)，也(ye)取得了較好(hao)效(xiao)果(guo)。
氧化塘法
廢(fei)水在氧化(hua)(hua)塘中停留時間較(jiao)長，通過異養微生物和藻類的(de)活動(dong)使污(wu)水凈(jing)化(hua)(hua)。氧化(hua)(hua)塘中起主要降解(jie)作用(yong)的(de)是好氧菌，氧化(hua)(hua)塘中的(de)活性污(wu)泥可(ke)以降解(jie)TNT廢(fei)水直至礦化(hua)(hua)。氧化(hua)(hua)塘具有(you)基(ji)建費用(yong)和運行費小，維護簡便的(de)優(you)點(dian)(dian)，且對水量、水質(zhi)變動(dong)和毒物沖(chong)擊有(you)緩沖(chong)能力，缺點(dian)(dian)是占地面積大。
堆肥法
利(li)(li)(li)用(yong)靜置生(sheng)化法(fa)處(chu)理(li)銨梯炸藥生(sheng)產廢(fei)(fei)水(shui)(shui)，將廢(fei)(fei)水(shui)(shui)和(he)糞(fen)便(bian)(bian)在生(sheng)化池內靜置處(chu)理(li)，在不攪拌(ban)、不曝氣又隔(ge)絕空氣的(de)條件下(xia)，利(li)(li)(li)用(yong)糞(fen)便(bian)(bian)中(zhong)的(de)微(wei)(wei)生(sheng)物作用(yong)，使廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中(zhong)TNT轉化。Cupta等(deng)利(li)(li)(li)用(yong)家(jia)禽(qin)糞(fen)便(bian)(bian)滲濾液(ye)處(chu)理(li)DNT廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(10～50mg/L)，2d后完全生(sheng)物降(jiang)解并未(wei)檢測到任何中(zhong)間產物。堆(dui)肥(fei)法(fa)處(chu)理(li)后仍(reng)有(you)輕(qing)微(wei)(wei)毒性和(he)誘(you)變性，而且堆(dui)肥(fei)法(fa)需要消耗(hao)大量的(de)麥稈及草類(lei)，污染物處(chu)理(li)量較少(shao)。
白腐真菌法
20世(shi)紀90年代(dai)國(guo)外用白(bai)腐(fu)菌(jun)降(jiang)(jiang)解TNT取得了(le)較(jiao)大的(de)進展。唐婉瑩(ying)等比較(jiao)全(quan)(quan)面(mian)地研究了(le)白(bai)腐(fu)菌(jun)處理(li)TNT廢水(shui)的(de)機(ji)理(li)，初始質(zhi)量濃度為83mg/L的(de)TNT溶液，白(bai)腐(fu)菌(jun)降(jiang)(jiang)解后可降(jiang)(jiang)到119mg/L，其(qi)中(zhong)的(de)TNT大多數是(shi)在3d內(nei)完全(quan)(quan)降(jiang)(jiang)解的(de)，在5d內(nei)TNT廢水(shui)的(de)質(zhi)量濃度一直降(jiang)(jiang)到零，其(qi)效果遠優于活性污泥法(5d內(nei)降(jiang)(jiang)解率(lv)為60%左右)。這是(shi)由白(bai)腐(fu)真(zhen)菌(jun)獨特的(de)降(jiang)(jiang)解機(ji)理(li)以及降(jiang)(jiang)解反應的(de)高度非(fei)特異性導致的(de)。
生物流化床法
美國軍工(gong)研究發展中心用(yong)顆粒活性炭(tan)(GAC)厭(yan)氧流(liu)化(hua)(hua)床反應器處理粉紅(hong)水(pinkwater)，乙醇作為厭(yan)氧菌的電子受體(ti)促使(shi)TNT向(xiang)TAT(三氨基(ji)甲苯)的轉(zhuan)化(hua)(hua)，直到降(jiang)解為鏈烴物(wu)質。Lendenmann等(deng)報道用(yong)流(liu)化(hua)(hua)床生物(wu)膜反應器在好氧條件下同時處理2，42二(er)硝基(ji)甲苯和(he)2，62二(er)硝基(ji)甲苯，去除率(lv)分別(bie)達到98%和(he)94%。
膜生物法
郭新(xin)超采用(yong)水(shui)解(jie)酸化+好氧膜生(sheng)物(wu)(wu)工藝對(dui)彈藥銷毀廢(fei)水(shui)中(zhong)TNT進行降(jiang)解(jie)實(shi)驗研究(jiu)。結(jie)果表明，共代(dai)謝(xie)外加碳源(yuan)對(dui)TNT的(de)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)影響顯著，溫(wen)度對(dui)TNT的(de)降(jiang)解(jie)也有(you)(you)較大(da)影響。中(zhong)試規(gui)模(mo)的(de)膜生(sheng)物(wu)(wu)反應器(MBR)用(yong)于(yu)RDX堿性水(shui)解(jie)產(chan)物(wu)(wu)(COD為357mg/L)的(de)處理研究(jiu)，MBR系統由生(sheng)物(wu)(wu)反應器和陶(tao)瓷超濾膜組成，能有(you)(you)效去除總有(you)(you)機碳80%～90%。
厭氧法
厭(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物處(chu)理(li)技術(shu)已廣泛(fan)應用于火炸(zha)藥廢水(shui)處(chu)理(li)過(guo)程中(zhong)。肖(xiao)湘竹(zhu)以固定化厭(yan)(yan)氧(yang)污(wu)(wu)泥小球為(wei)(wei)填料(liao)，采(cai)用上流(liu)式厭(yan)(yan)氧(yang)污(wu)(wu)泥床，處(chu)理(li)TNT生(sheng)產(chan)廢水(shui)，發(fa)現處(chu)理(li)效果明(ming)顯高(gao)于懸浮厭(yan)(yan)氧(yang)污(wu)(wu)泥法。艾翠玲通過(guo)實驗發(fa)現，含RDX的(de)火炸(zha)藥廢水(shui)適(shi)(shi)宜(yi)于厭(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)，按(an)照厭(yan)(yan)氧(yang)廢水(shui)處(chu)理(li)中(zhong)碳、氮、磷比投加適(shi)(shi)量(liang)氮源和(he)(he)(he)磷源，RDX廢水(shui)6d后(hou)去除率(lv)為(wei)(wei)9414%。早在(zai)20世紀80年代，McCormick等就提出了RDX的(de)厭(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)途徑，主要由硝(xiao)基(ji)(ji)的(de)還(huan)原，環的(de)破裂和(he)(he)(he)中(zhong)間產(chan)物的(de)生(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)等一系(xi)列連續反應組成。Adrian等在(zai)產(chan)甲(jia)烷(wan)(wan)菌環境下，通過(guo)添加還(huan)原性(xing)輔酶物，如乙(yi)醇(chun)(chun)，研究了RDX的(de)降(jiang)(jiang)解(jie)機制，并分(fen)(fen)析了不同(tong)的(de)輔酶物在(zai)不同(tong)條(tiao)件下對RDX降(jiang)(jiang)解(jie)效率(lv)的(de)影(ying)響。隨(sui)后(hou)，Hawari指(zhi)出RDX通過(guo)酶水(shui)解(jie)分(fen)(fen)裂為(wei)(wei)二(er)羥基(ji)(ji)特屈爾和(he)(he)(he)次(ci)甲(jia)基(ji)(ji)二(er)硝(xiao)胺(MDNA)，進一步被降(jiang)(jiang)解(jie)為(wei)(wei)甲(jia)醛、乙(yi)醇(chun)(chun)，蟻酸(suan)(suan)和(he)(he)(he)N2O。醋(cu)酸(suan)(suan)桿(gan)菌(Acetobacterium)以H2作為(wei)(wei)唯一電(dian)子受(shou)體降(jiang)(jiang)解(jie)RDX、HMX，通過(guo)投加乙(yi)醇(chun)(chun)和(he)(he)(he)丙二(er)醇(chun)(chun)產(chan)生(sheng)H2促進RDX、HMX的(de)厭(yan)(yan)氧(yang)可生(sheng)化性(xing)，乙(yi)醇(chun)(chun)(5mmol)20d內分(fen)(fen)解(jie)為(wei)(wei)H2、乙(yi)酸(suan)(suan)和(he)(he)(he)甲(jia)烷(wan)(wan);丙二(er)醇(chun)(chun)(5mmol)15d內分(fen)(fen)解(jie)為(wei)(wei)H2、丙酸(suan)(suan)、乙(yi)酸(suan)(suan)作為(wei)(wei)最終(zhong)產(chan)物。
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