生物活性炭流化床对生物柴油废水的降解效应与化学势变

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190500097

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (20): 77-82.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190500097

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生物活性炭流化床对生物柴油废水的降解效应与化学势变

刘子璇, 石卉(), 王平, 王沛颖, 朱健()

中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙 410004

收稿日期:2019-05-06 修回日期:2019-11-13 出版日期:2020-07-15 发布日期:2020-07-20
通讯作者: 石卉,朱健
作者简介:刘子璇,女,1996年出生,在读硕士,研究方向：重金属污染水体治理与修复。通信地址：410004 湖南省长沙市天心区韶山南路498号中南林业科技大学,E-mail：916462199@qq.com。
基金资助:
湖南省重点研发计划项目“湿地植物基生物炭的制备、改性及其在含镉灌溉水深度处理中的应用”(2017SK2273);国家自然科学基金“外源矿物硅对镉在土壤-水稻系统迁移转化的阻控机制研究”(21707169);国家重点研发计划子课题“水-旱轮作系统镉、砷中轻度污染农田“边萃取边生产”新技术模式与效益评估”(2016YFD0800805-4)

Biological Activated Carbon Fluidized Bed: Degradation Effect and Chemical Potential Change of Bio-diesel Wastewaters

Liu Zixuan, Shi Hui(), Wang Ping, Wang Peiying, Zhu Jian()

College of Environment Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004

Received:2019-05-06 Revised:2019-11-13 Online:2020-07-15 Published:2020-07-20
Contact: Shi Hui,Zhu Jian

摘要/Abstract

摘要：

为了解决生物柴油废水生化处理难度大、效率低等问题。采用生物活性炭流化床工艺处理生物柴油废水,研究试验系统COD的降解效应与化学势变。结果表明：试验系统具有良好的处理效果,采用四级串联系统可使末端出水COD浓度达到GB 18918—2002中一级B标准。试验系统COD去除的基本过程可用吸附-好氧生物降解两级反应来描述,好氧生物降解反应中COD的去除率随串联级数增大而增大,说明好氧降解的总贡献率与系统串联级数呈正相关。试验系统COD去除反应的化学势变为负值,其绝对值随单元级数增大而增大,说明系统COD的去除是自发反应,系统去除COD能力随串联级数增大而增强,好氧生物降解反应在维持系统处理效果稳定中发挥着重要作用。

关键词: 生物柴油废水, 活性炭, 好氧生物降解, COD, 化学势变

Abstract:

To solve the problem of difficult and low efficient biochemical treatment of bio-diesel wastewater, we treated the bio-diesel wastewater by adopting the biological activated carbon fluidized-bed process and studied the degradation effect and chemical potential change of test system COD. The results indicated that: the test system had good treatment effect, and the COD concentration of terminal effluent could meet the Standard of Level I B in GB 18918-2002 by using the four-level series system; the basic process of test system COD removal could be described by two-level reaction: adsorption-aerobic biodegradation; COD removal rate in the aerobic degradation reaction increased as the series increased, indicating that the total contribution of aerobic degradation was positively correlated with levels of system series; the chemical potential of test system COD removal reaction was a negative value and its absolute value increased as unit series increased, indicating that the system COD removal was a spontaneous reaction, the ability to remove COD was strengthened with the increase of series levels, and aerobic biodegradation played a significant role in stable treatment effect of the maintenance system.

Key words: bio-diesel wastewater, activated carbon, aerobic biodegradation, COD, chemical potential change

中图分类号:

X703

刘子璇, 石卉, 王平, 王沛颖, 朱健. 生物活性炭流化床对生物柴油废水的降解效应与化学势变[J]. 中国农学通报, 2020, 36(20): 77-82.

Liu Zixuan, Shi Hui, Wang Ping, Wang Peiying, Zhu Jian. Biological Activated Carbon Fluidized Bed: Degradation Effect and Chemical Potential Change of Bio-diesel Wastewaters[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(20): 77-82.

图/表 6

参考文献 26

[1]	朱俊任, 郑旭煦, 李强, 等. 不同来源脂肪酶催化制备生物柴油的研究进展[J]. 中国农学通报, 2010,26(4):318-322.
[2]	代义强, 林英雄. 微电解/气浮/UASB/CASS工艺处理生物柴油废水[J]. 科技视界, 2018(10):81-82.
[3]	张建国. 上流式厌氧污泥床处理生物柴油废水特性研究[J]. 水处理技术, 2019,45(2):102-104,110.
[4]	陈平, 王晨, 刘明伟, 等. 含油废水处理技术的研究进展[J]. 当代化工, 2016,45(6):1286-1288.
[5]	张文林, 李春丽, 候凯湖, 等. 含油废水处理技术研究进展[J]. 化工进展, 2005,24(11):1239-1243.
[6]	Sanaa J, Adewale G, Shadi W H. Recent improvements in oily wastewater treatment: Progress, challenges, and future opportunities [J]. Journal of Environmental Sciences, 2015(37):15-30.
[7]	周洪洋, 侯影飞, 李春虎, 等. 吸附剂在含油废水处理中的应用研究进展[J]. 工业水处理, 2009,29(2):1-5.
[8]	宋雅建, 姜栋, 姜友蕾, 等. UASB处理生物柴油废水的效果研究[J]. 安全与环境工程, 2014,21(2):76-79.
[9]	陈倩倩, 陈辉, 郭琼, 等. UASB组合工艺处理生活污水研究进展[J]. 杭州师范大学学报, 2016,15(3):271-275.
[10]	郝杨, 滕厚开, 顾锡慧, 等. 膨胀石墨在低浓度含油废水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2010,30(2):89-92.
[11]	朱卫菊, 梁斌. 吸附剂在含油废水处理中的应用研究进展[J]. 科技展望, 2016,26(17):142.
[12]	郭常颖, 赵鹏程. 肖靖, 等. 几种吸附材料在含油废水处理中的应用[J]. 环境科学与管理, 2010,35(3):96-98.
[13]	杨子立, 刘红光, 顾锡慧, 等. 粉煤灰的改性及在含油废水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2011,31(12):57-59.
[14]	连少伟, 李静, 檀丽丽, 等. 粉煤灰在含油废水处理中的应用[J]. 粉煤灰综合利用. 2011(5):50-52.
[15]	郭贤权, 孙越, 徐家毅, 等. 空气净化吸附剂的制备及其吸附性能研究 [J]. 离子交换与吸附, 1998(6):533-539.
[16]	Ibrahim S, Wang S B, Ang H M. Removal of emulsified oil from oily wastewater using agricultural waste barley straw[J]. Biochemical Engineering Joumal, 2010,49(1):78-83.
[17]	Lee M G, Lee S W, Lee S H. Comparision of vapor adsorption characteristics of acetone and toluene based on polarityin activated carbon fixed-bed reactor[J]. Korean Joumal of Chemical Engineering, 2006,23(5):773-778.
[18]	Zhang S, Xiao R, Zheng W. Comparative study between fluidized-bed and fixed-bed operation modes in pressurized chemical looping combustion of coal[J]. Applied Energy, 2014,130(5):181-189.
[19]	付永川, 杨海蓉, 张君, 等. 含油废水吸附处理技术研究进展[J]. 应用化工, 2017,46(10):2035-2038.
[20]	李松原, 梁晓怿, 林云, 等. 活性炭流化床对VOCs的吸附条件及吸附边界曲线的研究[J]. 现代化工, 2018,38(8):166-171.
[21]	李思凡, 王新洋, 李萍, 等. 吸附法处理含油废水的研究进展[J]. 当代化工, 2014,43(1):45-47,61.
[22]	石卉, 吴晓芙, 周航, 等. 生物柴油废水好氧吸附处理技术初探[J]. 水处理技术, 2010,36(11):85-88.
[23]	付新喜, 吴晓芙, 石卉, 等. 生物柴油废水好氧吸附处理系统的串联效应[J]. 中南林业科技大学学报:自然科学版, 2012,32(2):109-113.
[24]	练文标, 潘凤开. 生物活性炭废水处理工艺研究[J]. 广东化工, 2018,45(6):165-166,176.
[25]	Mulgundmath V P, Jones R A, Tezel F H, et al. Fixed-bed adsorption for the removal of carbon dioxide from nitrogen:Breakthrough behaviour and modelling for heat and mass transfer[J]. Separation & Purification Technology, 2012,85(6):17-27.
[26]	Nikolajsen K, Kiwi-Minsker L, Renken A. Structured fixe-bed adsorber based on zeolite/sintered metal fibre for low concentratio VOC removal[J]. Chemical Engineering Research & Design, 2006,84(7):562-568. doi: 10.1205/cherd.05220 URL

处理单元	系统Ⅰ		系统Ⅱ		去除率差异r_Ⅰ-r_Ⅱ/%	好氧降解率r_a/%
处理单元	c_Ⅰ/(mg/L)	r_Ⅰ/%	c_Ⅱ/(mg/L)	r_Ⅱ/%	去除率差异r_Ⅰ-r_Ⅱ/%	好氧降解率r_a/%
进水	2743.5	0	2743.5	0	0	0.0
A	1331.7	50.8	2321.5	14.2	36.6	42.6
B	501.7	81.5	1870.5	30.9	50.6	73.2
C	359.2	86.7	1585.8	41.4	45.3	77.3
D	57.6	97.9	972.6	64.1	33.8	94.1

处理单元	系统Ⅰ		系统Ⅱ		去除率差异r_Ⅰ-r_Ⅱ/%	好氧降解率r_a/%
处理单元	c_Ⅰ/(mg/L)	r_Ⅰ/%	c_Ⅱ/(mg/L)	r_Ⅱ/%	去除率差异r_Ⅰ-r_Ⅱ/%	好氧降解率r_a/%
进水	2743.5	0	2743.5	0	0	0.0
A	1331.7	50.8	2321.5	14.2	36.6	42.6
B	501.7	81.5	1870.5	30.9	50.6	73.2
C	359.2	86.7	1585.8	41.4	45.3	77.3
D	57.6	97.9	972.6	64.1	33.8	94.1

处理组	进水浓度c₀/(mg/L)	出水浓度/(mg/L)
处理组	进水浓度c₀/(mg/L)	c_Ⅰ（吸附+好氧生物降解）	c_Ⅱ（仅有吸附作用）
n₁	2743.5	1331.7	2321.5
n₂	2743.5	501.7	1870.5
n₃	2743.5	359.2	1585.8
n₄	2743.5	57.6	972.6

处理组	进水浓度c₀/(mg/L)	出水浓度/(mg/L)
处理组	进水浓度c₀/(mg/L)	c_Ⅰ（吸附+好氧生物降解）	c_Ⅱ（仅有吸附作用）
n₁	2743.5	1331.7	2321.5
n₂	2743.5	501.7	1870.5
n₃	2743.5	359.2	1585.8
n₄	2743.5	57.6	972.6

生物活性炭流化床对生物柴油废水的降解效应与化学势变

Biological Activated Carbon Fluidized Bed: Degradation Effect and Chemical Potential Change of Bio-diesel Wastewaters

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[1]	杨峰山, 孙丛, 于苹艳, 马玉堃, 付海燕, 刘春光. 不同基质活性炭对阿特拉津吸附特性研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(12): 68-72.
[2]	王子臣,王鑫,张岳芳,郭智,盛婧,郑建初. 沼液COD对黄瓜幼苗生长及土壤环境因子的影响[J]. 中国农学通报, 2019, 35(4): 15-22.
[3]	韩学燕,曹效海. 酶法水解牦牛血制备蛋白多肽粉的技术研究[J]. 中国农学通报, 2018, 34(17): 115-121.
[4]	杨福林,高菲,周春晓,巫厚长. 规模化养猪场废水和废气污染控制研究[J]. 中国农学通报, 2015, 31(5): 177-181.
[5]	朱亚红,孙权,朱铭强,王锐. KOH活化法制备沙柳枝木活性炭的研究[J]. 中国农学通报, 2015, 31(22): 26-31.
[6]	孙猛李娟徐勤勤. 超声波对垃圾渗滤液COD和氨氮去除的研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(18): 347-352.
[7]	蒋先军(发票用快递,对方出) 马永玉蒋先军. 粘土矿物对污水中可溶态N、P的吸附研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(13): 349-353.
[8]	黄小甲,陶秀成,王勋,等. 优氯净生产废水的生态环境影响及其治理研究[J]. 中国农学通报, 2009, 25(4): 264-265.
[9]	陈荔红郑宝东. 仙草胶提取液脱色工艺的研究Ⅱ—活性炭[J]. 中国农学通报, 2009, 25(17): 36-40.
[10]	徐春明,,赵兵,耿楠,王晓东,王玉春. 植物激素和活性炭对新疆雪莲组培苗生根的影响[J]. 中国农学通报, 2006, 22(2): 41-41.