王 群， 王福浩， 郭姿璇， 佘宗蓮??

(1.中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100； 2.青島水務(wù)環(huán)境公司，山東 青島 266021)

苯胺作為重要的工業(yè)原料，在橡膠、農(nóng)業(yè)、印染等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。苯胺具有生物毒性、致癌性等特點(diǎn)，因此被美國EPA列為優(yōu)先控制的129種污染物之一，也被列為“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”[1]，要求在工業(yè)生產(chǎn)中嚴(yán)格控制排放濃度。苯胺廢水的生物處理是利用微生物的代謝作用，將苯胺轉(zhuǎn)化為無害穩(wěn)定的物質(zhì)。苯胺類廢水的生物降解性差，對(duì)微生物毒性大，當(dāng)廢水中苯胺類物質(zhì)的濃度超出1 000 mg/L時(shí)，生物處理就不易有效的去除苯胺等污染物。近年來，生物強(qiáng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得苯胺廢水的生物降解效率有了很大的提高。任隨周等[2]從處理印染廢水的活性污泥中分離得到的苯胺降解菌AN30，在好氧條件下72 h內(nèi)對(duì)250 mg/ L苯胺的降解率為96.1%。

1 材料與方法

1.1 SBR實(shí)驗(yàn)裝置與運(yùn)行方式

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.3 分析方法

2 結(jié)果與分析

2.1 活性污泥馴化過程SBR處理效果

活性污泥馴化的目的是使微生物具有適鹽性且在含鹽條件下具有較高的去除效率。SBR中活性污泥馴化期間，COD去除效果如圖1所示。進(jìn)水NaCl濃度為0 g/L時(shí)，穩(wěn)定階段的COD平均去除率為88.7%。進(jìn)水NaCl濃度提升到5 g/L時(shí)，微生物受到鹽的沖擊，最初3天出水COD濃度有明顯的波動(dòng)，去除率降至61.0%，經(jīng)過3天的適應(yīng)后，去除效果恢復(fù)到投加鹽以前的水平。NaCl濃度繼續(xù)提升到10 g/L時(shí)，COD去除效果并未受到明顯的影響，平均去除率為86.5%。

圖1 SBR中COD的去除效果Fig.1 Removal efficiency of COD in SBR

圖2 SBR中的去除效果Fig.2 Removal efficiency of N-N in SBR

圖3 SBR中TN的去除效果Fig.3 Removal efficiency of TN in SBR

2.2 含鹽苯胺廢水的生物降解

2.2.1 苯胺降解效果 不同初始苯胺濃度條件下，苯胺的降解速率見圖4。未馴化和經(jīng)鹽馴化污泥的苯胺降解速率都隨苯胺初始濃度的升高而逐漸增加，這與任源等[14]的研究結(jié)果一致。任源等報(bào)道，當(dāng)初始苯胺濃度低于800 mg/L時(shí)，接種等量的菌液，苯胺降解速率隨初始濃度的增加而加快。相同初始苯胺濃度時(shí)，未馴化的活性污泥在無鹽條件下對(duì)苯胺的降解速率均高于馴化后的活性污泥加鹽條件對(duì)苯胺的降解速率，這說明活性污泥雖然經(jīng)鹽馴化后適應(yīng)了較高鹽度，但鹽的存在仍會(huì)使苯胺的降解受到不利影響；據(jù)Li等[15]的報(bào)道，通過富集馴化篩選的耐鹽苯胺降解菌HSA6的生長(zhǎng)速率隨著鹽度的升高而下降。初始苯胺濃度為30、60、120和180 mg/L時(shí)，兩種條件下苯胺的降解速率相差不大；但當(dāng)初始苯胺濃度提高到240 mg/L時(shí)，未馴化污泥無鹽時(shí)的苯胺降解速率(21.58 mg/(gVSS×h))為馴化污泥加鹽時(shí)的(12.08 mg/(gVSS×h))近2倍，這表明苯胺濃度越高，鹽對(duì)苯胺降解的不利影響越明顯，這可能是由于經(jīng)鹽馴化的污泥微生物群落多樣性降低，不利于抵御較高的苯胺濃度。

圖4 不同初始苯胺濃度時(shí)苯胺降解速率Fig.4 Degradation rate at different concentrations of aniline

2.2.2 COD降解效果 在初始苯胺濃度為0、30、60和120 mg/L的批量實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定了COD的降解速率，結(jié)果如圖5所示。兩種條件下，未投加苯胺時(shí)(初始苯胺濃度為0 mg/L)COD降解速率均遠(yuǎn)高于投加苯胺時(shí)，未馴化污泥無鹽條件和鹽馴化污泥加鹽條件下投加苯胺時(shí)的COD降解速率僅為未投加苯胺的8.1%和17.8%，說明苯胺的加入嚴(yán)重抑制了有機(jī)物的降解；COD降解速率在未馴化污泥無鹽條件下遠(yuǎn)大于鹽馴化污泥加鹽條件下，前者為后者的2.44倍，說明鹽的存在會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物降解效能的下降。初始苯胺濃度為30、60和120 mg/L時(shí)，隨著初始苯胺濃度的升高，COD降解速率逐漸增加，這與苯胺降解速率的變化趨勢(shì)一致。未馴化污泥無鹽條件和鹽馴化污泥加鹽條件下，COD降解速率分別為12.72～26.47和16.83～19.23 mg/(gVSS×h)，苯胺(折合為COD)降解速率分別為4.02～9.90和2.07～8.56 mg/(gVSS×h)，說明相同條件下COD降解速率高于苯胺降解速率，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中測(cè)得的COD包含乙酸鈉、苯胺及其降解中間產(chǎn)物，單位時(shí)間內(nèi)COD的降解量為三種成分降解量之和。

圖5 不同初始苯胺濃度時(shí)COD降解速率Fig.5 COD degradation rate at different concentrations of aniline

圖6 不同初始苯胺濃度時(shí)降解速率Fig.6 N-N degradation rate at different concentrations of aniline

表1 生成和的濃度

3 結(jié)論

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