硝基酚类物质生物电化学还原规律研究(5)
第二，厌氧处理法的能源需求少且能产生大量能源。好氧处理需要消耗大量的能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大；而厌氧处理不需要充氧，且产生的沼气量巨大，可以作为能源。一般厌氧处理的动力消耗约为好氧处理的1/10。
第三，有机负荷高。好氧处理有机负荷为0.2-3.2kgCOD/(m3d)，而厌氧处理有机负荷一般为3.2-32 kgCOD/(m3d)，甚至可高达50kgCOD/(m3d)。
第四，厌氧处理法的剩余污泥量少，且易处理。由于厌氧微生物增殖缓慢，产生的剩余污泥量比好氧处理少得多，且污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂，处理较容易。
第五，厌氧处理法对营养物的需求量更小。一般认为，好氧处理氮和磷的需求量为BOD：N：P=100：5：1，而厌氧处理为（350-500）：5：1。有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧处理可以不添加或少添加营养盐。
第优尔，厌氧菌种便于二次启动。厌氧处理的菌种，例如厌氧颗粒污泥，可以在终止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上，它的这一特性为其间断性或季节性的运行提供了有利条件。
第七，耐冲击负荷能力强。厌氧处理污泥浓度高，能承受较大的浓度变化和水质变化。
故常用厌氧处理法处理难降解物质，而厌氧处理法也具有以下缺点：
第一，厌氧方法虽然负荷高、去除有机物的绝对量与进液浓度高，但其出水COD高于好氧处理，原则上仍需要后处理才能达到较高的排水标准。
第二，厌氧微生物对有毒物质较为敏感，因此，对于有毒废水性质了解的不足或操作不当在严重时可能导致反应器运行条件的恶化。
第三，厌氧反应器初次启动过程缓慢，一般需要8-12周时间。
厌氧生物处理过程是由许多中间步骤组成的复杂过程。厌氧生物处理的基本原理目前被人们广泛接受的是三阶段理论。此理论将复杂的厌氧生化过程大致可以分为三个阶段，即：水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段。这三个阶段过程是相互独立但又相互联系的。
由以上叙述，可以应用厌氧微生物处理法处理硝基酚类物质。其实质是，在微生物进行厌氧生理代谢活动过程中，有机污染物得到降解。由于硝基的吸电子性使得苯环上的电子云密度下降，从而使氧化酶的亲电子受阻，导致硝基酚类物质的好氧降解速度较慢。学者指出，在厌氧条件下，硝基苯可较易被还原为苯胺，苯胺又可进一步被彻底矿化。据此，一般可以采用厌氧还原硝基苯为苯胺的方式来处理硝基苯废水。孙剑辉等[20]采用厌氧折流板反应器中温处理硝基苯废水，反应一个周期，COD去除率为86.4%，硝基苯去除率为91.1%。Bell等[21]利用Fe0-好氧工艺处理硝基苯废水，粒状的铁单质把硝基苯还原成苯氨，由好氧工艺进一步处理，处理效果达到理想程度。
1.4 应用生物电化学法处理硝基酚类物质
如上所述，使用物理方法处理硝基酚物质，大都由于经济或技术原因很难在实际中推广应用。化学方法虽拥有较高的去除效果，但投加药剂的用量一般较大，使得化学法处理硝基酚的经济压力较大，且其运行文护费用较为高昂。而生物方法具有投资少、占地少、无二次污染的优点，不仅减缓了高昂经济压力，而且其处理效果也较高。因此，生物法比物理法和化学法更加受到学者关注。又由于硝基酚类物质难于发生亲电取代反应[5]，故使用微生物好氧处理法处理硝基酚的效果不佳。同时，微生物好氧处理法的纯种微生物的有效分离也较为困难，这给硝基酚的处理也带来了不便。故学者更多采用厌氧微生物处理法进行硝基酚的降解处理方法。Yang Mu等[25]用传统微生物厌氧处理法处理偶氮纺织废水时，偶氮的降解速率是2.64mol m-3 NCC d -1，当加入电能时，偶氮的降解速率可以达到13.18mol m-3 NCC d -1。可见，把在厌氧处理法中引入电能，可以大大加快反应速率，提高降解效率。而这种方法就是以下即将论述的生物电化学方法。
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