基于固定化包埋技术活性污泥法降解PTA废水的工艺研究文献综述

开题报告内容：(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字)

1. 研究背景

纯化对苯二甲酸(PTA)在石油化学工业中是一种重要且被广泛使用的原材料，而在PTA制造过程中，会生成高强度的PTA废水。由于PTA废水中存在对苯二甲酸酯(TA)、4-羧基苯甲醛(4-CBA)、苯甲酸(BA)和对甲苯甲酸在内的会引起严重环境问题的、难降解的芳香污染物，此类废水应在最终排放前进行适当处理。

目前应用较为广泛的生物处理工艺是好氧生物工艺，而活性污泥法因其运行方式灵活、工作效率高、 日常费用低、二次污染少而被广泛用于降解废水中的有机物，使其达到稳定化、无害化。但是目前活性污泥法存在两个问题，一是耗能过高，二是产生大量活性污泥。由于污泥大量水分和有机物都被“包裹”在细胞内 ，导致脱水性能很差 ，且难以进行较为彻底的稳定化处理 ，成为污水处理的“累赘” 。近年来，在废水处理中采用固定化微生物技术，越来越受到人们的关注，它和传统悬浮生物处理法相比，具有处理效率高、稳定性强、能利用不易形成絮凝体的微生物和增殖速率慢的微生物、保持高效菌种生物浓度，高耐冲击、污泥生成量少、固液分离效果好等特点。微藻作为一种可再生的生物质材料，由于其较高的生长速率和吸收细菌产生的氮、磷和二氧化碳的能力而备受全球关注。随着固定化细胞技术的快速发展，微藻固定化已越来越多地用于废水处理。研究发现，在生物处理中添加微藻，细菌可以有效地消耗有机污染物并为微藻的生长提供二氧化碳，而微藻可以有效地吸收氮和磷并释放氧气以促进细菌的生物降解。

1. 研究内容

以含有对苯二甲酸(PTA)的制药废水为研究对象，以海藻酸钠颗粒为载体，分别构建了包含蛋白核小球藻和活性污泥的两个反应器。利用两个反应器处理含PTA的废水和处理CO₂气体，在此基础上探究藻菌共生法降解PTA废水的工艺以及反应机理。

1. 实验材料准备：
2. 采用PTA废水驯养后的活性污泥处理人工配置的PTA废水；
3. 采用蠕动泵代替纯手动注射器，自动挤压成型制备污泥颗粒和微藻颗粒(藻密度为11.9times;10⁶个/ml)；
4. 选用海藻酸钠作为交联剂，固定在其中的蛋白核小球藻和细菌依然可以同外界进行物质交换，但避免了随水流迁移发生流失，从而可以重复利用，提高使用效率；
5. 选用柠檬酸钠作为溶解颗粒的试剂，可将颗粒由固体状态转化为液态；
6. 构建两个反应器，反应器A为污泥颗粒反应器，反应器B为藻颗粒反应器。
7. 实验步骤：
8. 利用3倍浓度的装填了污泥颗粒(基准浓度10g/ml)的反应器A先处理PTA废水(CODasymp;4000，pHasymp;7)，处理72h；
9. 将处理后的废水(CODasymp;300，pHasymp;7~8)通入微藻颗粒反应器B，同时在反应器B中通入浓度为10%左右的CO₂气体，流速控制在25L/h左右；
10. 重复上述步骤，反应周期：15天，每24h取样并测量CO₂的吸收率；
11. 进行出水水质检测；
12. 用5%的柠檬酸钠溶解每日留样颗粒并检测。

普通空气

污泥颗粒反应器

反应器A

处理72h后的PTA废水

微藻颗粒反应器

CO₂检测器