反硝化法降解油脂废水中的恶臭物质

反硝化法降解油脂废水中的恶臭物质
针对油脂废水恶臭问题，采用外加硝酸盐氮的反硝化法降解油脂废水中恶臭物质，并研究了处理前后挥发性有机物质的变化情况及其机理分析。结果表明：在缺氧条件下，反硝化菌可利用NO－3-N作为电子受体，油脂废水中具有恶臭的挥发性有机物质作为电子供体，实现油脂废水恶臭的去除；恶臭物质的去除与NO－3-N的投加量有关，当C/N≤5.2时，出水几乎无味，VOC的逸散量较处理前降低99.5%以上，最佳C/N为5.2，出水几乎没有NO－3-N残留，避免了二次污染；采用“顶空固相微萃取-气质联用仪”技术对油脂废水处理前后VOC进行分析，处理前水样检测出46种主要挥发性有机物，处理后为9种。因此，利用反硝化去除油脂废水中恶臭物质是非常有效的措施。

油脂厂废水具有浓烈的哈喇味，且易挥发、粘附性较大。恶臭主要由油脂的氧化、酸败导致，其种类主要为小分子醛、酮类及羧酸和醇类等氧化物、过氧化物〔1〕。我国是油脂生产大国，油脂厂废水的处理工艺较常采用“气浮+厌氧法+好氧法”，此类工艺方法因废水的紊流效应，有大量的恶臭气体逸出，对大气环境造成严重的污染〔2-3〕。

反硝化过程一般是以除氮为目的，以废水中的有机物或外加碳源为电子供体，废水中的硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，实现反硝化脱氮〔4〕。基于此原理，在缺氧条件下，在有机废水中加入硝酸盐，以硝酸盐作为电子受体，进行反硝化去除水中有机物是一种新型污水处理方法。杜蕴慧等〔5〕以甲醇配水作为污水，研究了利用外加硝酸盐的反硝化技术处理有机废水。申海虹等〔6〕利用缺氧反硝化降解杂环化合物吡啶。李本玉等〔7〕研究了利用缺氧反硝化降解苯的实验。HONDA等〔8〕，研究表明聚乙酸内酯可以作为反硝化碳源被微生物利用。反硝化法将油脂废水中易挥发恶臭物质去除后，废水处理后续单元（如曝气）也不再散发恶臭物质。

本实验采用反硝化工艺处理油脂废水中的恶臭物质，以油脂废水作为碳源，投加硝酸钾作为氮源，研究了油脂废水处理前后水中挥发性有机化合物（volatileanicpound，VOC）逸散量的降低情况、主要挥发性物质的变化情况，并且分析了恶臭物质消失的机理。

1实验部分

1.1实验装置

1）静置实验装置采用1L的锥形瓶，并通过磁力搅拌器搅拌使泥水混合均匀。

2）连续流实验的反应工艺流程图见图1。缺氧反应器是由有机玻璃制成的圆柱形密闭容器，有效容积为2L。废水通过蠕动泵，从底部进入反应器。容器顶端留有排气口，用来排出反硝化产生的气体，并且留有检测口用于检测溶解氧和VOC，未检测时用塞子塞好。磁力搅拌器使活性污泥与废水完全混合，使得反应更加充分。处理后的水从反应器上端的出水口排入到沉淀池的底部。通过蠕动泵实现污泥从沉淀池向反应容器回流。

1.2接种污泥和实验用水

反硝化反应器启动污泥取自扬州市六圩污水处理厂生化池。

实验用的废水取自江苏扬州某粮油公司，处理前，油脂废水浑浊，呈浅黄色乳状，具有浓烈、刺鼻的哈喇味，进水COD在1700～2600mg·L－1范围内、pH在4.5～4.9范围内，进水VOC的逸散量在245μg·L－1左右。

1.3分析方法

1.3.1废水恶臭强度评价方法

参照国外六级强度表示法，建立的恶臭污染程度评价分级的标准，具体见表1。臭气强度表示法将恶臭对人的嗅觉刺激程度分为若干个等级。经嗅觉测试人员对待测气体进行仔细嗅辨，并用嗅到的臭气强弱与臭气强度分级表加以比较的方式来确定待测气味的强度〔9〕。

反硝化法降解油脂废水中的恶臭物质

1.3.2气味物质分析测试仪器与方法

美国赛默飞世尔公司生产的TraceISQ气质联用仪，色谱柱为DB-WAX极性色谱柱（30m×0.25μm×0.25μm）（Agilent公司），聚二甲基硅氧烷仁乙烯基苯涂层纤维（65μmPDMS/DVB）的固相微萃取头及配套固定手柄（SUPELCO），磁力搅拌器。

顶空固相微萃取方法〔10〕：在250mL萃取瓶中先加入一个磁转子与200mL样品溶液，用带PTFE涂层硅橡胶垫的瓶盖密封。将瓶放入已恒定在设定温度的水浴中，使固相微萃取手柄的不锈钢针管轻轻刺穿硅橡胶垫，插入瓶内顶空中，推出萃取头，使其暴露于顶空中。调节好微型磁转子的转速，搅拌时勿使样品飞溅到萃取头上，进行顶空固相微萃取，萃取时间为30min。

色谱条件：汽化室温度为250℃，载气流量为1.5mL·min－1；初始温度35℃，柱温保持3min，5℃·min－1速率升至250℃，并保持5min。载气为高纯氦气（纯度＞99.999%），分流比为50∶1。

质谱条件：接口温度为250℃，离子源（EI）能量为70eV，温度为250℃，鉴定水样中的未知化合物采用质谱全扫描方式，质量范围为1～1050amu；GC/MS传输线温度：250℃。

1.3.3其他分析项目

各项指标测定方法均参照国标方法〔11〕。COD采用重铬酸钾法分析，NO－3-N采用麝香草酚紫外分光光度法分析，NO－2－N采用N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法分析。

pH、DO、OＲP采用多参数便携式测量仪测量，VOC检测采用美国华瑞公司生产的PGM-7340VOC检测仪手持式检测仪测量。