苯甲酸是重要的有机化工原料,在医药、食品、化工等方面且有广泛的应用。台州一企业在过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯)合成过程中产生大量碱性废水,废水中成分复杂,其中苯甲酸含量在1～2%左右,如此高的苯甲酸含量对废水的生物处理造成了严重影响,造成废水排放经常超过国家规定的标准,不仅污染了环境,而且又造成了苯甲酸的浪费。由此可见,如果能够有效的分离出废水中的苯甲酸,不仅可以减轻废水处理的压力,还可以产生一定的经济效益。目前分离提纯苯甲酸的方法较多,主要有精馏法[1],升华结晶法[2],熔融结晶法[3],超临界流体重结晶法[4]等,而其都不是直接用于从废水中分离提纯苯甲酸。现以水为溶剂对从废水种分离出的苯甲酸进行提纯,效果较好,为从废水中分离提纯苯甲酸提供依据。
综合考虑废水的处理成本、处理效果等因素，本研究对某化工厂苯甲酸废水采用微电解预处理，该法以废铁屑为原料，经济实用，在去除去除部分COD 的同时，又破坏了苯甲酸的结构，大幅提高了废水的可生化性。微电解处理后再进入到生化系统进行生物处理，取得了较好的处理效果，为工程设计提供了依据。
1 实验部分
1.1 试剂及仪器
石灰，H2SO4，NaOH：分析纯；
ABR 生化反应器，接触氧化反应器。
1.2 废水水质
实验用水取自武汉某化工厂，废水水质：COD 为20000～30000 mg/L，pH 为2～3。
1.3 实验用菌种
ABR 厌氧生化反应器和接触氧化反应器接种研发的高效复合菌种，该复合菌种包括：氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、藤黄微球菌(Micrococcus leutus)、晕轮微球菌(也称喜盐微球菌， Micrococcus halobius) 、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、致金假单胞菌(Pseudomonas aureofaciens)、绿叶假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、硝酸还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)、核黄素假单胞菌(Pseudomonas riboflavina)、和敏捷假单胞菌 (Pseudomonas facilis)等，以活性炭为微生物载体。
1.4 工艺流程与装置
废水处理工艺流程见图1。
图1 工艺流程
Fig.1 Technological process
微电解反应器用Φ160 mm×300 mm的有机玻璃制成，加入块状的废铸铁。装入反应器里铸铁先用NaOH 溶液清洗，再用HCl进行活化[7]。反应器底部装有曝气头。
然后，将废水不调pH 直接加入反应器里，每隔1 h 取出一定量的水样用石灰调节pH 至9～10 之间进行搅拌15 min，混凝沉淀后测滤液的COD，并将滤液加适量水稀释作为ABR 反应器的进水。。
ABR 厌氧生物反应器为UPVC 材质，中间用隔板隔成四个均等的单元格，总容积为20 L，在每个单元格的底部加入0.5 kg粒径为3～6 目的活性炭颗粒作为微生物的载体。从上部进水，从另一端的上部出水。进水用计量泵控制流速来控制停留时间，水力停留时间约为48 h，每天定时检测出水的COD。加入菌种后，进行一周时间的驯化。
两个好氧反应器均为柱状，容积为20 L，内加2 kg粒径为30～80 目的活性炭颗粒作为微生物的载体。加入菌种后，进行2周曝气驯化，是菌种充分的负载在活性炭上。
1.5 分析方法
COD 采用重铬酸钾法测定。
2 结果与讨论
2.1 微电解实验
微电解设备中的废铸铁的主要成分为铁和碳，铸铁在酸性废水中，随着铸铁被腐蚀不断的溶解，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。原电池反应生成的H 和Fe2+等均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，能破坏有色废水中的发色物质的发色结构，达到脱色的目的；能使有机物断链，有机官能团发生变化，使废水的可生化性显著提高，为后续生化处理提供有利条件；经过微电解预处理后废水的酸度大大降低，减少了中和剂的使用量。微电解出水加碱调节pH 后，铁的絮凝作用可凝聚废水中的悬浮物，另外，原电池周围的电场可附集废水中的胶体，从而去除部分的COD[8-9]。
在不加酸调节pH 的条件下，考察微电解反应时间对COD 去除率的影响。实验结果见图2。
图2 反应时间对COD 去除率的影响
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