一种催化氧化-微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法技术

本发明专利技术公开了一种催化氧化

【技术实现步骤摘要】
一种催化氧化
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微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法


[0001]本专利技术涉及对氯苯酚废水的处理，具体涉及一种催化氧化
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微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法。

技术介绍

[0002]对氯苯酚是一种对环境构成严重危险的有毒有害物质。对氯酚因其对水生和陆地生物的溶解性和严重性而与废水修复相关。
[0003]持久性有机污染物(POPs)具有抗光解、生物和化学降解的特性，可以在环境中持续数年，并通过食物链进行生物累积和放大，对环境和人类健康造成严重威胁。4
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CP是一种典型的卤代持久性有机污染物，具有毒性和半挥发性，使其能够在大气中长距离移动，对环境构成严重危险。在过去的几年里，各种处理方法被广泛用于去除对氯酚，传统技术包括热处理、化学处理和生物处理。然而，这些传统技术有一些局限性。例如，生物处理需要较长的反应时间，因为降解污染物的微生物活性被对氯苯酚破坏。热处理可能会释放出其他有害化合物。此外，化学方法需要进行后处理，以去除污染环境中的污染物。因此，必须寻求替代的降解技术来解决这些问题。
[0004]尽管生物法对对氯苯酚去除效率低，但由于其成本优势和技术成熟，因此在实际对氯苯酚废水处理领域仍有吸引力。如何保留生物处理技术的优势，并将其与新的废水处理技术相结合，实现双赢成为制约我国经济快速发展的瓶颈。光催化和生物降解直接耦合技术(ICPB)将光催化高效快速和生物代谢的优势集合在一个反应体系中，越来越引起研究者们的关注。马冬梅等人(光催化—微生物降解直接耦合燃料电池降解4
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氯酚和产电特性研究[D].吉林大学,2017.)采用光催化
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生物降解直接耦合阳极(PFMC)降解4
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CP，发现PMFC体系对4
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CP降解具有高的去除率，并能有效保护内部微生物。张琳琳等人(张琳琳.光催化耦合微生物法一体化处理难降解有机废水研究[D].黑龙江大学,2015.)采用SiO2‑
TiO2为催化剂构建光催化
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生物直接耦合处理20mg/L 2,4,5
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三氯苯酚体系，在紫外光照射6h下2,4,5
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三氯苯酚和TOC的去除率分别为94.1％和97.5％。钟兰兰等人(中国环境科学，2021,41(8):3660
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3666.)采用N
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TiO2为催化剂构筑光催化
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生物直接耦合体系降解4
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氟苯酚(4
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FP)废水，该体系可将50mg/L4
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FP的降解时间缩短至5小时，8天内生物膜含量净增166mg。
[0005]光催化剂是ICPB技术的核心。ICPB体系中传统的光催化材料主要是二氧化钛基光催化剂，但TiO2光催化剂的禁带宽度为3.2eV，仅在紫外光区有响应，而紫外光在太阳光中不足5％，这严重制约了ICPB在难降解有机污染物中的应用，因此，构筑可见光响应的光催化剂是ICPB研究和应用的关键。铋氧酸盐是一种重要的具有可见光响应的无机半导体材料，具有能带间隙窄、化学结构稳定和环境绿色友好等特点，在环境及能源领域发挥着重要的作用。但铋氧酸盐往往存在吸附效果差、单一作用时光催化特性不显著、光谱响应范围宽、光吸收能力低和纳米颗粒尺寸大等问题，因此，铋氧酸盐的吸附和光催化性能需要进一步提高和改善。
[0006]目前为止，采用木质素炭/ZnAl2O4/Bi2MoO6材料构建可见光催化
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生物降解直接耦
合体系处理对氯苯酚废水的研究，尚未有文献报道。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种催化氧化
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微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法，同时对反应过程中处理过程中的降解性能和生物响应行为。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种催化氧化
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微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法，包括如下步骤：
[0009](1)将木质素炭基复合催化剂负载到聚氨酯海绵载体上，然后将负载有催化剂的聚氨酯海绵载体投入到驯化后的好氧污泥中，曝气，完成活性污泥接种，得到接种后的聚氨酯海绵载体；
[0010](2)将接种后的聚氨酯海绵载体放入流化床反应器中培养生物膜，采用序批式活性污泥工艺培养生物膜，得到负载有催化剂和生物膜的聚氨酯海绵载体；
[0011](3)将所述负载有催化剂和生物膜的聚氨酯海绵载体置于内循环反应器中，得到可见光催化氧化
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生物降解直接耦合体系；
[0012](4)将待处理对氯苯酚废水加入到可见光催化氧化
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生物降解直接耦合体系的内循环反应器进行处理。
[0013]其中，所述木质素炭基复合催化剂为LC/ZnAl2O4/Bi2MoO6可见光催化剂，其中，所述LC/ZnAl2O4/Bi2MoO6可见光催化剂通过在水热法制备ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结光催化剂异质结光催化剂的过程中，通过在混合溶液中加入木质素炭得到。
[0014]ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结中，ZnAl2O4与Bi2MoO6的质量比为0.2～30wt％，木质素炭与ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结的质量比为0.1～10wt％。。优选地，ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结中，ZnAl2O4与Bi2MoO6的质量比为1wt％，木质素炭与ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结的质量比为0.5wt％。
[0015]步骤(1)中，驯化后的好氧污泥通过使用含对氯苯酚废水驯化活性污泥得到。
[0016]所述聚氨酯海绵载体采用亲水型聚氨酯海绵，形状为7mm立方体状，(本实验采用亲水型7mm立方体状的聚氨酯海绵(江苏云环环保有限公司)作为载体，该载体比表面积大于4000m2/m3，孔隙率为98％。其中，催化剂质量：聚氨酯海绵载体质量和乙醇体积比为1:2:20～150。优选地，催化剂质量：聚氨酯海绵载体质量和乙醇体积比为1:2:100。
[0017]生物膜培养过程中，采用序批式活性污泥SBR工艺培养生物膜，按照COD
Cr
:N:P＝200:5:1的比例配置挂膜所需的实验培养液，具体如下：NaAc
·
3H2O 400mg/L、CO(NH2)
2 19.5mg/L、Na2HPO
4 7.15mg/L；生物膜培养过程中水温维持在25
±
1℃，溶解氧含量控制在4
±
0.5mg/L，每隔12h换500mL培养液，待出水COD
Cr
稳定，生物膜培养完成。
[0018]优选地，步骤(4)中，先用含对氯苯酚的废水稳定可见光光催化氧化
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生物降解直接耦合体系后，然后将待处理对氯苯酚废水的pH调整至中性，然后加入到可见光催化氧化
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化氧化
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微生物协同增效处理废水中对氯苯酚的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将木质素炭基复合催化剂负载到聚氨酯海绵载体上，然后将负载有催化剂的聚氨酯海绵载体投入到驯化后的好氧污泥中，曝气，完成活性污泥接种，得到接种后的聚氨酯海绵载体；（2）将接种后的聚氨酯海绵载体放入流化床反应器中培养生物膜，采用序批式活性污泥工艺培养生物膜，得到负载有催化剂和生物膜的聚氨酯海绵载体；（3）将所述负载有催化剂和生物膜的聚氨酯海绵载体置于内循环反应器中，得到可见光催化氧化
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生物降解直接耦合体系；（4）将待处理对氯苯酚废水加入到可见光催化氧化
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生物降解直接耦合体系的内循环反应器进行处理；其中，所述木质素炭基复合催化剂为所述木质素炭基复合可见光催化剂结构为LC/ZnAl2O4/Bi2MoO6，其通过在水热法制备ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结光催化剂的过程中，在混合溶液中加入木质素炭得到。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，ZnAl2O4/Bi2MoO6异质结中，ZnAl2O4与Bi2MoO6的质量比为0.2~30wt%，木质...

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆文，朱亚玮，房桂干，邓拥军，盘爱享，尹航，施英乔，沈葵忠，韩善明，焦健，李红斌，梁芳敏，林艳，梁龙，朱北平，吴珽，黄晨，苏晨，杨成，周雪莲，吕焱，马文灿，李响，杨强，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：