零價鐵-活性污泥耦合處理氯代烴/二惡烷復合污染方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉氯代烴和二惡烷復合污染物的處理方法。
【背景技術】
[0002]氯代烴作為一種重要的化工原料和有機溶劑，曾被廣泛應用于醫(yī)藥、制革、脫脂、干洗、電子和農藥等行業(yè)，是地下水中最常見的有機污染物。
[0003]二惡烷作為氯代有機溶劑的穩(wěn)定劑經常在制造含氯有機溶劑的過程中添加或在一些產品生產時作為副產物形成(Doherty，2000)。由于泄漏事件遺留以及不正確處理含有氯代烴和二惡烷的化工產品導致氯代烴和二惡烷成為污染場地最常檢測到的污染物(Mahendra et al.，2013)。
[0004]環(huán)境中的氯代烴和二惡烷的復合污染已經引起了許多污染及健康問題。因此，氯代烴和二惡烷均被美國環(huán)保局列入優(yōu)先控制污染物(US-EPA，2009)。然而，關于氯代烴和二惡烷復合污染治理的報道較少。已有的研宄報道較多關注在單一的氯代烴或二惡烷污染物和其他氯代有機物三氯乙烯、二氯乙烷與四氯乙烯復合污染的降解。實際上，氯代烴與二惡烷常以復合污染形式存在于污染場地地下水環(huán)境中，近年來這種復合污染的現象經常有報道(Adamson et al., 2014 ；Anderson et al., 2012 ；Li et al., 2013)。
[0005]由于氯代烴和二惡烷的復合污染主要存在于地下水污染中，傳統(tǒng)的物理化學方法難以徹底去除氯代烴和二惡烷導致的復合污染。
[0006]因此，提供一種能夠處理氯代烴和二惡烷復合污染的方法，是人們所十分期望的。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種零價鐵-活性污泥耦合處理氯代烴/ 二惡烷復合污染方法，以克服現有技術存在的缺陷。
[0008]本發(fā)明的方法，包括如下步驟:
[0009](I)將污染地下水連續(xù)的從底部送入裝填有含有微生物的活性污泥的固定床反應器，然后廢水由反應器頂部排出，20?30°C的溫度下培養(yǎng)180?200天，優(yōu)選185?189天，獲得培養(yǎng)后的含有厭氧微生物活性污泥；
[0010]反應器水力停留時間，即廢水在反應器內的平均停留時間為48?72小時；
[0011]進入反應器的進水流速為0.028?0.042升/小時；
[0012]反應器進水中，添加如下的營養(yǎng)成分:
[0013](NH4) 2S04 1.2 ?1.5g/L，MgSO4.7H20 0.4 ?0.6g/L，KCl 0.4 ?0.5g/L，Na2S.9H200.2 ?0.3g/L，CaCl2.2H20 0.03 ?0.05g/L，NaHCO3 I ?3g/L，ZnSO4.7H20 0.001 ?0.003g/L，MnCl2.4 H2O 0.004 ?0.006g/L，FeCl2.4 H2O 0.006 ?0.008g/L，(NH4)6MO7O24.4 H2O0.008 ?0.01g/L，CoCl2.4 H2O 0.005 ?0.007g/L CuSO4.5H20 0.001 ?0.003g/L，H3BO30.003 ?0.005g/L，MgSO4.7 H2O0.01 ?0.03g/L，NiSO4.8H20 0.001 ?0.004g/L。
[0014]反應器進水中，氯代烴含量為5?70mg/L，二惡烷含量為5?70mg/L ；
[0015]進水的COD 為 2000 ?3200mg/L，MLSS 為 6370 ?9780mg/L ；
[0016]術語:C0D的中文名稱為化學需氧量，MLSS的中文名稱為混合液懸浮固體濃度；
[0017]所述的活性污泥為污水處理廠的厭氧池的含有微生物的絮狀污泥，主要的微生物是乳酸菌(Lactococcus)、鐵還原菌(Ferribacterium)、脫氯菌(Dehalobacter)和硫酸鹽還原菌(Desulfovibr1)；
[0018]所述的微生物均為公知的技術，其中:
[0019]所述的乳酸菌(Lactococcus)的微生物學特性在(Cho et al., 2008)文獻中有詳細的報道；
[0020]所述的鐵還原菌(Ferribacterium)的微生物學特性在(Cummings et al., 1999)文獻中有詳細的報道；
[0021]脫氯菌(Desulfovibr1)的微生物學特性在(Iseet al., 2011 ；Lookman etal.，2005)文獻中有詳細的報道；
[0022]硫酸鹽還原菌(Desulfovibr1)的微生物學特性在(Sass et al., 2009)文獻中有詳細的報道；
[0023]微生物鑒定方法為常規(guī)的16S rRNA基因鑒定法，可參見(Seurinck et al.，2003)文獻的方法。
[0024]所述的活性污泥的總懸浮固體(TSS)為5.17?7.16g/L，揮發(fā)性懸浮固體(VSS)為 2.3 ?2.6g/L，VSS/TSS 為 36.3%?44.5% ；
[0025](2)將零價鐵的粉末從頂部投加步驟:在步驟(I)裝填有培養(yǎng)好的活性污泥的反應器中，25?30°C下將污染地下水從底部送入所述的反應器，處理后的污水由反應器頂部排出，其中的氯代烴和二惡烷被降解；
[0026]廢水中，三氯乙烷含量為5?70mg/L，二惡烷含量為5?70mg/L ；
[0027]廢水的COD 為 2000 ?3200mg/L，MLSS 為 6370 ?9780mg/L ；
[0028]零價鐵粉末與活性污泥的重量比為:零價鐵粉末:活性污泥=1:1?2，優(yōu)選的為:零價鐵粉末:活性污泥=I: 1.1?1.97 ;
[0029]所述的零價鐵的化學式為:Fe ;
[0030]進入反應器的污水的流速為:0.028?0.042升/小時；
[0031]反應器水力停留時間，即廢水在反應器內的平均停留時間為48?72小時；
[0032]出水中，氯代烴的濃度下降97.5%，二惡烷的濃度下降92.0% ；
[0033]廢水的COD 為 3000 ?3200mg/L，MLSS 為 5730 ?7740mg/L。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:構建的零價鐵-厭氧活性污泥耦合體系，可以在地下水的厭氧條件下，降解70mg/L的氯代烴和二惡烷的復合污染，30h內氯代烴去除率達97.5%，60h內二惡烷去除率達92.0%，該體系的發(fā)明有助于氯代烴及二惡烷復合污染場地修復。本發(fā)明構建零價鐵和厭氧污泥作為耦合降解材料，可以同步去除氯代烴和二惡烷的復合污染，材料來源方便，成本低廉，操作簡單，便于推廣應用，經過3天處理，可將受污染水中的氯代烴和二惡烷降低92%以上，COD降低95%，具有明顯的環(huán)保和經濟效益。
【附圖說明】
[0035]圖1為實施例1中三氯乙烷、二氯乙烷、氯乙烷和二惡烷的濃度變化。
【具體實施方式】
[0036]分析方法:
[0037]三氯乙烷、二氯乙烷、氯乙烷采用Agilent 7890GC進行分析:
[0038]樣品與正己烷以l:3(v/v)萃取后取上清液進行分析。分析條件:柱子:DB-VRX柱(60mX0.25mmX 1.4 μπι);檢測器:ECD ;載氣流量:40mL/min ;色譜柱流量:3mL/min;進樣口溫度:2400C ;檢測器溫度:2600C ;柱溫:75°C ;分流比:10:1 ;載氣:純N2;進樣量I μ I。
[0039]二惡烷濃度分析:
[0040]采用吹掃捕集-氣相色譜，采用Agilent 7890GC,安普吹掃儀。GC分析條件如下:柱子:J&W122-1564(60.0mX250mmXl.4μπι);檢測器:FID ;載氣流量:40mL/min ;色譜柱流量:3mL/min ;進樣口溫度:200°C;檢測器溫度:250°C;柱溫:105°C運行2分鐘，3°C /min升溫至150°C保持10分鐘；分流比:10:1 ;載氣:N2;進樣量40ml。安普吹掃-捕集條件:吹掃時間為llmin、吹掃流量為30mL/min、解析溫度為220°C、解析時間為2min。
[0041]實施例1
[0042](I)將污染地下水連續(xù)的從底部送入裝填有所述的活性污泥的固定床反應器，經零價鐵與厭氧活性污泥耦合體系處理后，由反應器頂部排出，30°C的溫度下培養(yǎng)189天，反應器中為經過培養(yǎng)后的厭氧活性污泥；
[0043]進入反應器的廢水的流速為0.042升/小時；
[0044]反應器進水中，添加如下的營養(yǎng)成分:
[0045](NH4)2SO4L 2g/L，MgSO4.7H20 0.4g/L，KCl 0.4g/L，Na2S.9H20 0.3g/L，CaCl2.2H200.05g/L，NaHC033g/L，ZnSO4.7H200.003g/L, MnCl2.4H20 0.004g/L, FeCl2.4H20 0.006g/L,(NH4)6MO7O24.4H200.01 g/L，CoCl2.4H20 0.005g/L CuSO4.5H200.003g/L, H3BO3 0.005g/L，MgSO4.7 H2O0.03g/L，NiSO4.8H20 0.001 g/L o
[0046]反應器進水中，三氯乙烷含量為70mg/L，二惡烷含量為70mg/L ；
[0047]廢水的COD 為 3200，MLSS 為 6370mg/L ；
[0048]所述的厭氧活性污泥為污水處理廠的厭氧池的絮狀污泥；
[0049]所述的厭氧活性污泥為污水處理廠的厭氧池的含有微生物的絮狀污泥，主要的微生物是乳酸