李圓圓

(太原學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系，山西 太原 030032)

引 言

化工工廠在進行煉焦及煤氣凈化等工作時，會產(chǎn)生大量焦化廢水，其中含有類型多樣的有機物，構(gòu)成成分非常復(fù)雜，而且其中的成分大多都是致畸致癌物質(zhì)，對于人體的危害非常大。因此，有關(guān)部門需要加強對焦化廢水處理工作的重視，并且采用有效的方式，對其進行深度處理，借此減少其中的有害物質(zhì)，降低焦化廢水的危害性。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

這一研究實驗主要材料為高效復(fù)合菌以及焦化廢水。高效復(fù)合菌是由多株高效降解菌按照1∶1的比例混合而成，其中的每一種菌株都能夠分別降解焦化廢水中的一種有機物，這些菌株來源于實驗室的研究成果。焦化廢水則來源于相關(guān)焦化廠的生化處理車間。高效復(fù)合菌與活性炭組合在一起形成了生物活性炭，并能夠?qū)够瘡U水進行處理，促使焦化廢水能夠達到再生水的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 實驗方式

在對生物活性炭技術(shù)進行實驗研究時，會采用上進下出的實驗方法，讓焦化廢水與生物活性炭有一個全面的接觸，這樣則能夠促使兩者充分反應(yīng)，借此取得良好的實驗效果，使其能夠在具體的焦化廢水處理工作中得到有效的應(yīng)用。在實驗中，需要在高位槽中儲備相應(yīng)的焦化廢水，并且要借助流量計對其進水流量予以合理調(diào)節(jié)，然后再利用空氣泵對其予以曝氣處理，接著使處理之后的廢水能夠流經(jīng)活性炭柱的上方位置，促使活性炭柱的吸附作用在廢水中發(fā)揮出來。實驗研究人員若想使生物活性炭能夠保持高效率的狀態(tài)，則需要進行定期的反復(fù)沖洗工作[1]。

另外，在開始進行生物活性炭技術(shù)的研究實驗時，相關(guān)研究人員通常使用物理循環(huán)的方法，進行活性炭的掛膜實驗，并且還會按照一定的科學(xué)比例，對組合起來的高效符合菌進行稀釋，之后在將其與相關(guān)營養(yǎng)液進行混合，以此融入到高位槽之中。與此同時，研究人員需要采用上流式的方法，促使混合起來的溶液經(jīng)過活性炭柱的底部位置，從其上方出水口的位置流出來，而且實驗研究人員需要每天對進出、口的OD600進行認真檢測，借此對活性炭的掛膜情況予以合理判斷。相關(guān)研究人員若是發(fā)現(xiàn)掛膜成功，則可以將適量的焦化廢水加入到高位槽之中，并借助掛膜成功的活性炭對焦化廢水進行處理，以此觀察處理現(xiàn)象。

在這一研究實驗中，所使用的廢水水質(zhì)指標(biāo)通常為：COD為250 mg/L～ 300 mg/L，UV為2 542.52～3.14，pH為7～9。

而實驗中所使用的活性炭指標(biāo)則為：比表面積為1 000 m2/g～1 200 m2/g，堆積密度為490 g/L～500 g/L,碘吸附值≤1 000 mg/g，顆粒直徑保持在2 mm。

1.3 實驗分析方法

在研究實驗過程中，可以采用重鉻酸鉀法對COD進行檢測；在對實驗中的UV254進行檢測時，相關(guān)研究人員可以使用UV-2000型紫外分光光度計；而實驗研究人員在進行色度的檢測工作時，需要稀釋倍數(shù)的方法；另外，研究人員在實驗過程中還需要對活性炭上存在的生物量予以有效檢測，則需要使用磷脂法，確保檢測的準(zhǔn)確性[2]。此外，實驗研究人員在對脫氫酶活性進行測定時采用的方式為從活性炭柱的出水口位置取下小部分的濕炭，然后按照特定的順序?qū)⒕彌_溶液以及葡萄糖-TTC溶液放入其中，而且還要在避光的環(huán)境中對其予以有效培養(yǎng)，并將甲醛當(dāng)作相關(guān)反應(yīng)的終止劑，以此實現(xiàn)對脫氫酶活性的有效測定。

2 實驗結(jié)果分析

2.1 活性炭掛膜期間的OD600的變化情況

在進行活性炭掛膜的過程中，需要將進水量調(diào)節(jié)為2 mL/min的流速，其曝氣量則需調(diào)節(jié)為0.25 mL/min的流速。在活性炭的整個掛膜過程中，進出水的OD600在其中處于一種上升的狀態(tài)，但是，在活性炭柱的掛膜初期，進、出水之間的OD600差異量相對較大，究其原因，則是由于大量的細菌被生物活性炭吸附，使得出水口的細菌少于入水口，造成二者之間的差距增大。另外，隨著活性炭柱自身掛膜時間的不斷延長，其所吸附的細菌也會變得比初期更多，這樣也會促使進出水之間的OD600差異量逐漸降低，同時也說明生物活性炭已經(jīng)開始呈現(xiàn)出吸附度飽和的現(xiàn)象，在這種情況下，就可以初步判斷出活性炭掛膜成功。

2.2 掃描電鏡的分析結(jié)果

通過對掃描電鏡結(jié)果進行分析，可以得出，活性炭柱在實驗初期以及后期的掛膜過程中，其自身的表面都附著不同量的細菌。就活性炭柱的掛膜初期來說，其表面所附著的細菌數(shù)量是比較少的；不過，在活性炭柱的掛膜后期，其表面附著的細菌會變得非常多。而且隨著活性炭柱自身掛膜時間的變長，那么附著在其表面的微生物就會逐漸形成相應(yīng)的生物膜，最終成為生物活性炭，這樣則能夠促使細菌在活性炭表面的生長狀態(tài)更加穩(wěn)定，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)生物活性炭對焦化廢水中有機物的有效降解。

2.3 出水水質(zhì)的分析

其一，COD的變化情況。實驗研究人員若是發(fā)現(xiàn)活性炭已經(jīng)掛膜成功，就需要將相關(guān)進水量調(diào)節(jié)為3.0 mL/min，將曝氣量調(diào)節(jié)為0.25 L/min。同時還要保持每天取樣的頻率，以此對出水水質(zhì)進行科學(xué)分析。在實驗開展的初期階段，會出現(xiàn)COD脫除率較高的情況，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因，則是由于實驗前期的焦化廢水處理，基本是借助活性炭自身的吸附作用，而且在這一研究實驗運行幾天之后，活性炭柱會吸附更多的雜質(zhì)，在這種情況下，出水COD就會逐漸提升，而孔容量則會逐漸減少，COD的脫出率就會逐漸降低。在這一期間，微生物自身還處于適應(yīng)階段，其自身的降解作用還沒有充分發(fā)揮出來。當(dāng)整個研究實驗運行7 d后，出水COD的變化狀態(tài)就會穩(wěn)定下來，這時的COD脫除則主要是微生物的降解，其能將其降低到60 mg/L以下，COD的脫出率也會達到75%以上。

其二，UV254與COD的變化趨勢大體呈現(xiàn)出一致的現(xiàn)象，而當(dāng)研究實驗的運行呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后，出水UV254就會降低到大約0.3，而且其自身的平均脫出率也基本超出75%，這樣則表明，相關(guān)吸光值處在254 nm范圍的物質(zhì)通常都會受到有效的降解，進而對焦化廢水中含有的有機物進行有效處理。此外，在實驗的前7 d，色度的脫除率會呈現(xiàn)出下降的趨勢，在7 d之后，色度脫除率則會出現(xiàn)“先上升，后穩(wěn)定”的狀態(tài)，同時，其出水色度也會處于30度的范圍之內(nèi)，而脫除率則能夠達到90%以上。由此可見，色度的變化趨勢與COD基本一致，也是在實驗運行初期由活性炭吸附去除，在7 d之后，生物膜在活性碳的表面上形成，大量的繁殖的微生物則會將自身的降解作用充分發(fā)揮出來，而色度的脫除率也會逐漸上升。

3 結(jié)語

通過上述分析，生物活性炭技術(shù)在焦化廢水深度處理中的有效應(yīng)用，能夠在一定程度上減少焦化廢水中含有的有毒有害物質(zhì)，降低其自身的危害性以及污染度，這對于工業(yè)的發(fā)展也有一定的推動作用。因此，相關(guān)部門要對生物活性炭技術(shù)予以重視，并且結(jié)合實際情況，將這一技術(shù)有效應(yīng)用到廢水的深度處理工作中，充分發(fā)揮出其自身的效用，避免焦化廢水對環(huán)境及人體健康造成危害。