苯胺作為一種重要的有機化工原料和化工產(chǎn)品，由其制得的化工產(chǎn)品和中間體有300余種，廣泛應(yīng)用于染料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍工等行業(yè)，其本身也可作為黑色染料使用。國內(nèi)眾多染料廠、農(nóng)藥廠、制藥廠及其它化工廠在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各類苯胺廢水，其質(zhì)量濃度可達數(shù)千mg/L。由于苯胺對生態(tài)生物的毒性，其已經(jīng)被列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”中，在排水中要求嚴(yán)格控制，我國規(guī)定的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中苯胺類物質(zhì)的最高允許排放濃度為5.0mg/L。

目前隨著化工工業(yè)的發(fā)展，苯胺的需求明顯上升，由此進入環(huán)境的量也會越來越大。如何減少苯胺對環(huán)境的污染，已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注。目前國內(nèi)外對苯胺廢水的處理主要有物理，化學(xué)，生物等方法.苯胺廢水的毒性強,生物降解性差,現(xiàn)有的生化處理系統(tǒng)難以有效去除污染,但隨著高效苯胺降解菌的篩選分離,生物處理方法具有很大的潛力。

一、實驗

1.1實驗材料及儀器

自制厭氧塔（UASB），恒溫水浴鍋（JY-501型，最高使用溫度：95，電壓：220V，功率：15Kw），DHL-A電腦恒流泵（微量），電動式空氣壓縮機（功率：20W，電壓：220V/50Hz，進氣量：55L/min）,數(shù)字式實驗室酸度計PHS-3CT，調(diào)解池，溫控儀，好氧池（SBR），一般實驗儀器等。

藥品：苯胺，磷酸二氫鉀，氯化銨，葡萄糖，甲醇

1.2 實驗研究內(nèi)容及實驗分析項目和方法

本課題研究以UASB反應(yīng)系統(tǒng)為依托,采用實驗室馴化得到的降解細菌強化處理含高濃度苯胺廢水,研究其苯胺降解能力和絮凝特性,并考察其生物強化效能。通過實驗室馴化得到可以高效降解苯胺的菌種，實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的處理苯胺廢水的目的，并將試樣結(jié)果應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。通過實驗計算出處理30噸含苯胺300mg/l的廢水所需要的UASB設(shè)備容量，并以液相色譜法測定廢水中苯胺的濃度來研究廢水的生物處理。通過實驗計算出處理30噸含苯胺300mg/l（測COD=750mg/l）的廢水所需要的UASB設(shè)備容量，并設(shè)計出合理的工藝流程。

1.2.1實驗條件

厭氧折流板反應(yīng)器(UASB)和曝氣設(shè)備(SBR)的實驗底物均采用化工廠生產(chǎn)的苯胺廢水，水樣配制中補充少量N，P，正常運行中滿足COD:N:P=100:5:1,調(diào)節(jié)PH值在6.0-8.0之間,以保證反應(yīng)器正常運行。

1.2.2污泥馴化

試驗廢水為模擬苯胺溶液,試驗污泥取自濱化水處理廠的曝氣池回流污泥,取回的活性污泥曝氣24h后沉降30min,棄去上清液,將所取的泥水混合物3L加到反應(yīng)器中,然后稱取一定量的分析純苯胺,與自來水5L(包括100mLNH4Cl和KH2PO4混合而成的V(C)∶V(N)∶V(P)=100∶5∶1營養(yǎng)液)混合均勻加至反應(yīng)器中,進行培養(yǎng)馴化.馴化初期控制CODCr在300mg/L左右,每兩小時取樣測COD濃度,當(dāng)COD去除率上升后,逐步提高苯胺溶液的濃度,使進水混合后CODCr達到2000mg/L左右.苯胺進水濃度過高,表現(xiàn)出有毒有機物對生物的抑制效應(yīng),影響污染物的去除效果,因此,試驗控制進水混合后CODCr為2000mg/L左右.

1.2.3污泥馴化期間的試驗研究

馴化期間，逐漸增加苯胺廢水的量，每變化一次廢水維持五天，待運行穩(wěn)定后再次改變化工廠廢水的量，各階段馴化結(jié)束后出水苯胺含量及COD含量見下表。馴化期間各階段廢水中苯胺含量及相應(yīng)出水苯胺含量和COD含量。

由表1可見，經(jīng)過一段時間的馴化后，其中的微生物能夠去除大部分的苯胺，COD全部降到100mg/L,以下可知，苯胺得到了有效降解。

1.2.4測定項目及方法

濃度液相色譜法測定苯胺廢水中苯胺的濃度。

PH值廣泛試紙(1-14)和精密試紙(5.0-9.0)和數(shù)字式實驗室酸度計PHS-3CT。

水溫水銀溫度計(1-100℃)和溫控儀。

1.2.5水樣的取樣及分析

實驗中采用分時取樣的方法,每天早8時至晚8時每2小時取一次樣,并對樣品編號,兩天一周期對樣品進行分析。采用液相色譜對所取樣品進行濃度分析，確定廢水中的苯胺的含量，從而了解苯胺的降解情況。

二、工藝流程

苯胺廢水進入調(diào)節(jié)池[11]進行預(yù)處理，用在線PH測定儀[10]及溫控儀調(diào)節(jié)其PH和溫度，打開進水閥門[a]，啟動離心泵[9]，將廢水打入UASB反應(yīng)裝置[13]進行厭氧反應(yīng)，即污泥處理。調(diào)節(jié)池上方按有加藥裝置[12]，定時定量加藥。UASB裝置中應(yīng)設(shè)有取樣口[6]，觀察口[8]，排泥口[4]，放空閥[7]，集氣裝置[14]，為了更好的控制反應(yīng)條件還要設(shè)置壓力表[P]，溫控儀[T]，液位計[L]等。厭氧污泥中含有的厭氧菌可將苯胺的苯環(huán)打開，從而達到廢水處理的目的。從厭氧裝置出來的水經(jīng)過水封裝置[5]去除厭氧過程產(chǎn)生的沼氣后，進入好氧裝置進行好癢處理，也是污泥處理，好氧菌能消耗苯胺中的N，從而降低苯胺的含量，再通過測廢水中苯胺的值來確定出處理后廢水中苯胺的濃度。

UASB反應(yīng)器主體部分從功能上可分為兩個區(qū)域，即反應(yīng)區(qū)和氣液固三相分離區(qū)。反應(yīng)區(qū)又包括厭氧污泥床和懸浮污泥層，含有大量沉降性能良好的顆粒污泥和絮狀污泥。廢水盡可能均勻地從反應(yīng)器底部進入，通過厭氧污泥床與顆粒污泥充分接觸，發(fā)生厭氧發(fā)應(yīng)，產(chǎn)生沼氣。由于廢水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體的上升形成了良好的自然攪拌作用，使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進入分離區(qū)后，附著在顆粒污泥上的氣泡撞擊到分離區(qū)中三相分離器氣體反射板的底部，與污泥和廢水發(fā)生分離，被收集在反應(yīng)器頂部三相分離器的集氣室內(nèi):釋放氣泡后的顆粒污泥由于重力作用沉淀到污泥層的表面，返回反應(yīng)區(qū):液體則經(jīng)出水堰流出反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器的正常運行需要三個重要的前提[19]:(1)反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥,(2)生產(chǎn)氣和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用,(3)設(shè)計合理的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi).

污泥顆粒化是UASB運行是否正常的關(guān)鍵。培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆料污泥，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)堿度和適時調(diào)整水力負(fù)荷，以及控制COD,N,P的比例。

三、總結(jié)

苯胺廢水的處理技術(shù)在不斷發(fā)展,除樹脂、活性炭外其他的吸附材料不斷得以開發(fā),高級氧化技術(shù)[13]-[15]的發(fā)展使苯胺得以完全降解,生物技術(shù)的不斷發(fā)展使通過微生物降解苯胺成為可能,從而降低了苯胺廢水處理的費用。但總的來說,目前對苯胺廢水的處理研究尚不能應(yīng)用到實際工程中,如何綜合應(yīng)用各種技術(shù)以達到高效、經(jīng)濟的處理目的,仍是今后所需要研究的課題。

在參閱國內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗，對UASB反應(yīng)器的工藝設(shè)計進行了綜述、歸納，包括:反應(yīng)器約容積、高度、進水系統(tǒng)、三相分離設(shè)備等幾部分.并提出了可供參考的設(shè)計準(zhǔn)則和設(shè)計參數(shù).UASB反應(yīng)器在我國的應(yīng)用還處于起步階段，因本身特有的優(yōu)越性，其應(yīng)用范圍會越來越廣泛的[20].吸收國外的成功設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合我國的具體情況，設(shè)計出適合我國廢水治理的UASB反應(yīng)器，對于推動我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展是很有競義的.當(dāng)然，在進行UASB反應(yīng)器的設(shè)計時尚有許多地方需要改進和完善。目前將傳統(tǒng)的UASB反應(yīng)器與好氧生物流化床結(jié)合起來，研制一種處理效率高、操作簡單、占地而積小、成本較低的三相流化床處理設(shè)施，以適應(yīng)于廢水的處理，解決目前廢水難于集中處理的問題。由此看來，研制出厭氧和好氧處理結(jié)合于一體的工藝設(shè)各將會有較好的應(yīng)用前景。