[发明专利]一种利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法

说明书

本发明属于环境工程技术领域，公开了一种利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法，制备生物质基生物炭；准备厌氧发酵瓶，并向瓶内加入一定量的厌氧污泥、营养液、多环芳烃废水，形成含多环芳烃的废水厌氧生物处理系统；将制备得到的生物炭投加到含多环芳烃的废水厌氧生物处理系统内。本发明利用自制的生物炭，投加在含多环芳烃的废水厌氧降解系统中，通过生物炭的吸附及促进作用能够显著降低含多环芳烃废水的生物毒性，从而加快厌氧微生物适应环境，有利于系统快速启动，降解多环芳烃等有机污染物，而且生物炭表面含氧官能团可能会激发群种间电子直接传递，从而提高多环芳烃厌氧降解效率，同时促进多环芳烃的降解及厌氧产甲烷过程。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，尤其涉及一种利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法。

背景技术

目前，多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)，是一类具有“三致”作用的有机污染物，其高稳定性、强疏水性和难降解性使其在环境中呈不断累积的趋势，严重危害生态环境和公众健康。由于大规模的工业活动发展与不正当的废物处理处置方式，使PAHs物质广泛泄漏在环境中，PAHs污染已成为目前亟待解决的重要环境问题之一。

多环芳烃的生物降解主要分为好氧降解和厌氧降解，由于被PAHs污染的江河、湖泊、海洋的沉积物多处于厌氧环境，随着人们对厌氧微生物降解的逐渐认识，发现PAHs厌氧生物降解现象在环境中广泛存在。许多兼性或严格厌氧的PAHs降解细菌被分离鉴定，它们可以利用无机分子作为最终电子受体，降解转化PAHs。因此，近年来PAHs厌氧生物降解研究逐渐取代好氧降解成为人们关注的重点。

在PAHs厌氧降解过程面临2个技术难题，一方面PAHs降解微生物需要利用硝酸盐、硫酸盐、三价铁等作为末端电子受体，大规模应用需额外添加，不仅成本高，而且投加到环境中可能导致二次污染的问题。另一方面，由于PAHs对厌氧微生物具有一定的毒害作用，抑制微生物活性，大大降低了微生物对PAHs的降解效率和能源产生效率。

因此，高效、稳定、低成本、无毒无污染的电子受体是多环芳烃污水厌氧处理的迫切需求。

生物炭因其高比表面积、大孔隙体积及丰富的化学表面官能团，具有较强的吸附能力、氧化能力和阳离子交换能力，被广泛应用于环境修复领域。研究证明生物炭可作为电子受体，有效的促进厌氧发酵过程。同时生物炭来源于生物质，因此不会对环境造成二次污染。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前可以大规模应用的末端电子受体存在成本高，投加到环境中可能导致二次污染的问题。同时PAHs对厌氧微生物具有抑制作用，导致降解及能源产生效率低的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法。

本发明是这样实现的，一种利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法，所述利用生物炭促进废水中多环芳烃厌氧降解的方法包括以下步骤：

步骤一，制备生物质基生物炭；

步骤二，准备厌氧发酵瓶，并向瓶内加入一定量的厌氧污泥、营养液、多环芳烃废水，形成含多环芳烃的废水厌氧生物处理系统；

步骤三，将步骤一制备得到的生物炭投加到含多环芳烃的废水厌氧生物处理系统内。

进一步，所述步骤一中的生物炭的制备包括：

(1)将生物质废弃物在温度105℃的烘箱中干燥24h；

(2)利用粉碎机进行粉碎；

(3)采用真空管式高温炉进行制炭操作。

进一步，所述步骤(3)中的采用真空管式高温炉进行制炭包括：