贝贝塔11
基于印染废水排放的现状与特点，介绍了国内外在印染废水处理方面的研究现状与发展状况。着重分析了其物化处理法以及生物处理法。研究了单一处理印染废水方法得优缺点，提出多种方法联合作用是目前发展趋势。0 .引言纺织工业是中国重要的传统工业之一。在工业废水中，印染废水所占的比例较大，国内印染企业每年排放污水×10 8t，占整个纺织工业废水排放量的80%。印染工业是中国主要的工业污染之一和排污大户，是治理难度较大的工业废水之一。因其有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大而成为国内外公认的难处理的工业废水之一。随着染料工业的迅速发展，目前使用的染料已达数万种。PVA浆料、人造丝皂化物以及大量新型助剂的广泛应用，使大量难降解的有机化合物进入废水，印染废水向着抗氧化、抗生物降解的方向发展，从而增加了废水处理的难度及其处理费用。1.国内外研究现状纺织印染工业是最大的污染源和水资源消耗者之一。印染废水主要来源于印染加工的预处理(又叫漂炼，含退浆、煮炼、漂白、丝光等操作)、染色、印花、整理四道工序，预处理工序分别排出退浆、煮炼、漂白和丝光等四股废水，而染色、印花、整理等工序则分别排出染色废水、印花废水和整理废水。印染废水的水质随采用的纤维种类、染料和浆料的不同而水质变化很大。一般印染废水pH值为6～10，COD为400 mg/L～1 800mg/L，BOD5为150 mg/L～600 mg/L，SS为100 mg/L～200 mg/L，色度100倍～400倍。印染废水一般呈碱性，废水有机污染物较高，色度高，可生化性较差。印染过程排放大量废水，严重的污染着环境，处理与净化难度大 。针对上述印染废水存在的问题，为了提高废水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的条件，提高处理效果，近年来，在面临上述问题的情况下，提出了几种处理新工艺：a)厌氧一好氧一生物炭吸附；b)水解酸化一生物接触氧化一沉淀一气浮。厌氧法对染料中的偶氮基、蒽醌基、三苯甲烷基都可降解，对印染废水厌氧或酸化处理可使原水中的难降解的大分子有机物开环或断链，使其转化为容易被生化降解的简单结构的小分子有机物，提高废水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的条件，提高好氧处理效率。上述工艺逐渐在国内外得到应用。2.印染废水处理方法物化处理法有机染料化学性质稳定、难以降解的化学品，一般的物化处理法，达不到对含染料废水进行有效脱色的目的。至今所报道的较为有效的物化法，主要有辐射法、吸附一萃取法、磁分离法、混凝沉降法和氧化法。a)辐射法—— 近年来，辐射法处理染料废水得到了较大发展。Solpan等采用β射线辐射法对活性染料进行脱色和降解研究。Momani等采用远紫外光解法进行了研究，但结果显示，这种技术只能作为废水生物处理的一个预处理手段 ；b)吸附萃取法——20世纪70年代以来，工业废水处理中，吸附法主要应用预处理和深度处理，活性炭和树脂等是常用的吸附剂，但其缺点是成本高，需要再生。因此，改进成本的关键是低成本吸附剂的研制，这方面近年来已取得了较大进展。Sanghi等认为一些生物可降解的、低成本的甚至是废弃物都是有效的吸附剂。阎存仙研究了粉煤灰对各种染料的脱色能力。Qodah采用页岩油灰处理活性染料废水，效果良好；c)混凝沉降法——混凝沉降是处理染料废水常用的方法之一，是迄今为止属于工艺上比较成熟、处理效果比较稳定的染料废水处理方法。目前得到普遍认可的混凝机理由压缩双层、电中和、桥联作用和网捕作用。 生物处理法生物处理法分为好氧法、厌氧法和缺氧法。近年来，采用厌氧法处理印染废水越来越多的收到人们的关注。一些研究表明，好氧法和厌氧法由于能够优势互补，当它们同时应用，许多不能或难以氧化的有机染料，在不同程度上是能够部分厌氧降解的。w等采用厌氧/好氧共代谢原理，研制了一个分6步走的序列氧化一还原批反应器。a)活性污泥法——活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、效果较好等优点同；b)厌氧、好氧顺序处理法——如果纺织废水在厌氧反应器预处理后进行好氧处理，色度、AOX(吸附性有机卤素化合物)和重金属的去除都比仅采用好氧法好，因为一些降解更适宜发生在厌氧(或还原)条件下，而其他一些阶段则适宜在好氧(氧化)条件下进行。二者结合可以取得好的效果。厌氧条件下，偶氮染料的偶氮键断裂产生胺，但胺在厌氧条件下不能降解，只能在好氧条件下降解。为了创造厌氧条件反应器可采用如UASB反应器。实验室规模的厌氧/好氧反应器：脱色率96%，COD去除率90%。某些情况下，厌氧生物反应器中的生物可被一些化合物如蒽醌染料抑制，如发生此类问题，可在厌氧反应器中加入颗粒活性碳解毒；c)氧化沟——等设计出一种低有机负荷曝气系统，其耐冲击负荷，产生污泥量少，操作简便，BOD5、COD去除率分别为95%～98%和90%～95%，且投资费用低；d)膜生物反应器——生物反应器是近年来发展起来的一种新型的处理技术。然而，由于膜易堵塞且制造费用高，这种技术要在水处理领域全面推广还有一定困难。不过，随着材料科学的发展，膜制造技术的进步会大大提高膜的质量，降低膜的制造成本，再加上工艺的改进，膜生物反应器的应用范围将越来越广。 物化一生化法采用单一的物化法或生物处理法处理有机染料废水，虽然有其各自的优点，但缺点也很明显，研究人员开始尝试将物化法和生化法联合起来，目前已取得了良好的效果。许玉东针对毛巾厂印染废水的水质特点(水量小、污染物含量高、浓度波动幅度大、偏碱性、色度高和难生化)，采用厌氧折流板反应池一生物接触氧化池一 昆凝沉淀一沙滤池处理工艺进行处理后，排放水质可达一级标准。卢平等在传统处理工艺的基础上，采用水解酸化一接触氧化法处理印染废水，试验表明，该工艺流程简单，处理效果好，出水水质稳定。3 .结语综上所述，目前单一的处理工艺很难达到要求，需对不同处理工艺进行优化组合。因此，对废水处理系统来说，开发不同工艺的有效组合，研究高效、经济、节能的反应器将是印染废水处理工艺研究的主要内容和发展方向。尤其是对于严重缺水省份，自然降水很少，随着工业农业的发展，用水量越来越大，由于超采地下水，使地下水水位逐年下降。水资源的减少，已经成为制约城市社会经济发展的重要因素。印染行业是用水大户，因此，搞好印染行业的废水处理和节水工作，减少用水量和废水排放量，提高废水循环利用率具有十分重要的意义。
睡神熊猫
生物强化脱色处理印染废水的中试研究 (国家环境保护水污染控制工程技术<浙江>中心,浙江杭州310007)摘要:为解决印染废水生化处理效果差的难题,开发了复合水解酸化/悬浮生物滤池的印染废水生化处理工艺,并在此基础上投加专性脱色菌进行生物强化脱色处理。结果表明,在稳定运行条件下,系统对色度的去除率提高了10% ~20%,对色度的总去除率达到80%以上,对COD的去除率达到90%左右。可见,通过生物强化技术提高生化处理的脱色能力是可行的。关键词:印染废水;复合水解酸化;悬浮生物滤池;脱色 中图分类号: X703文献标识码: C文章编号:1000-4602(2010)23-0091-03印染废水成分复杂、生物降解性差,用传统的生物法处理难度大,因此开发新工艺及新技术提高生物降解效率是印染废水处理的研究热点[1~4]。生物处理效果取决于有效微生物的活性和数量,生物强化技术通过向生物处理系统内引入具有特定功能的微生物,能提高有效微生物的浓度,增强对难降解污染物的降解能力,提高降解速率[5]。 复合厌氧反应器(AHR)是在第二代反应器的基础上开发的第三代水解厌氧反应器,AHR反应器的下部是高浓度的颗粒污泥,上部是由填料及附着的生物膜组成的滤料层,二者的结合很大程度上提高了反应器的有效容积、降低了污泥流失、提高了处理效率[6];悬浮生物滤池采用悬浮生物填料,对微生物具有良好的吸附和网捕作用,能有效减少微生物的流失,具有广泛的应用前景[7]。笔者选用复合水解酸化/悬浮生物滤池作为生化处理工艺,并在此基础上投加专性脱色菌种,同时采用脉冲布水技术,强化了布水过程中废水与微生物的接触,提高了传质效率,且不增加额外的运行费用,将该工艺应用于实际印染废水处理中试,取得了较好的处理效果。1材料和方法1·1废水水质及菌种 废水取自绍兴某棉布印染企业调节池,该废水成分复杂、污染物浓度高、可生化性差,废水中含有活性染料、还原染料、直接染料等多种染料及助剂,其pH值为12~14、水温约为40℃,为保证进水水质稳定,采用延时继电器控制提升泵每隔1 h采水1次,其综合水质如下: COD为1 000~2 800 mg/L、BOD5为300~500 mg/L、SS为150~200 mg/L、色度为300~1 000倍。接种污泥取自绍兴污水处理厂的污泥浓缩池。专性菌种是从印染废水及工业废水处理厂的活性污泥中筛选、分离得到的高效脱色菌株,对印染废水具有良好的脱色效果[7]。1·2试验装置与方法 中试采用复合水解(A) /悬浮生物滤池(O)串联工艺(见图1),用延时继电器控制提升泵,将调节池废水泵入储水池,不同时间段的废水在储水池内均匀水质、水量,并调节其pH≤10后泵至脉冲布水器。后者储存3~5 min的水量后将水瞬间布入水解酸化池底部,与厌氧菌及兼氧菌充分接触,将不溶性颗粒分解为可溶性物质、大分子物质分解为小分子物质,从而提高废水的可生化性,为后续好氧处理奠定基础,同时破坏染料的发色基团,去除废水的色度。A段出水溢流到O段,在O段填料与充氧废水充分接触,利用生物膜上微生物的新陈代谢作用,将废水中的有机物去除。 复合水解酸化池的总有效容积为2 m3,填充区容积为1m3,填充尺寸为1 cm×1 cm×1 cm的立方体悬浮生物填料;悬浮生物滤池的有效容积为,填充尺寸为2 cm×2 cm×2 cm的填料。1·3取样及分析方法 定期取组合工艺的进水、A池及O池出水,分析COD、色度、pH的变化情况。COD:重铬酸钾法;BOD5:微生物膜法; pH:便携式pH计;色度:稀释倍数法。2结果与讨论2·1生物强化对去除COD及色度的影响 试验考察了生物强化脱色前、后系统对COD及色度的去除效果(见图2)。在稳定运行阶段,A段的停留时间为14 h,O段的停留时间为10. 5 h,中试分两个阶段进行:第一阶段未投加脱色菌(18~34d),第二阶段为脱色菌强化处理期(35~52 d),其中前5 d为挂膜阶段。 由图2可以看出,在中试期间,进水COD浓度波动较大,生物强化前好氧出水的COD浓度基本稳定在150 mg/L左右,强化后出水COD浓度稳定在100 mg/L左右,略低于强化前的。进水色度为300~1 000倍,强化脱色后好氧出水色度由110~180倍逐渐降低到100倍以下。 投加脱色菌后,系统对COD的去除率未发生明显变化,而对色度的去除率由70%左右提高到80%以上,最高达到90%。可见,脱色菌可有效提高生化系统对色度的去除率,但对COD的去除无明显促进作用。2·2生物强化脱色的机理分析 图3为A段及O段生物强化脱色前、后系统对COD及色度的去除率变化曲线。 由图3可以看出, A段未投加脱色菌时,对COD和色度的去除率曲线基本重合,而投加脱色菌后A段的脱色率提高,且对COD和色度的去除率曲线分离。这是由于未投加脱色菌时,A段对COD的去除主要是通过去除非溶解性SS而实现的[6、8],而SS浓度的高低与表观色度的大小成正比,因此对COD与色度的去除率基本重合;投加脱色菌后,由于投加的脱色菌不能以染料分子作为直接碳源,而只能破坏其发色基团,将其还原分解为苯胺类化合物,再通过好氧工艺使这些物质矿化,且脱色率对SS去除率的依赖性降低,因此脱色率曲线与COD去除率曲线分离。 由图3还可知,生物强化脱色前、后O段的脱色率无明显变化,而对COD的去除率却略微增加,这符合脱色菌将染料分解为苯胺类化合物,再通过好氧工艺降解的推测。同时也反映出废水中残留的染料量占全部COD浓度的比例较低,而这也符合印染废水的特点。3结论①采用复合水解酸化/悬浮生物滤池作为生化处理工艺,并在此基础上投加专性微生物菌种,同时采用脉冲布水技术,当A段停留时间为14 h、O段停留时间为10. 5 h时,系统对色度的去除率可达到80%以上,对COD的去除率为90%左右。②生物强化脱色后,系统脱色率提高了10%~20%,且脱色菌不能以染料为直接碳源,只能将其还原分解为苯胺类化合物,再经好氧工艺使其矿化,故对COD的去除率提高不明显。③采用生物强化脱色技术能有效提高生化处理的脱色率,可有效降低深度处理费用,为废水的资源化利用奠定了基础。参考文献:[1]谢春生,黄瑞敏,肖继波,等.曝气生物滤池—纳滤深度处理印染废水的研究[J].中国给水排水, 2007, 23(15): 69-72.[2]洪俊明,洪华生.厌氧—好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水[J].中国给水排水, 2008, 24(1): 51-53.[3]王白杨,张卓,何慧.生物/化学/物理联合工艺处理高温印染废水并回用[J].中国给水排水, 2008, 24(17):75-78.[4]尤隽,任洪强,严永红.厌氧/缺氧/好氧工艺处理印染废水[J].中国给水排水, 2007, 23(18): 63-64.[5]马放,郭静波,赵立军,等.生物强化工程菌的构建及其在石化废水处理中的应用[ J].环境科学学报,2008, 28(5): 885-891.[6]李晓东,孙铁珩,李海波,等.低温处理生活污水的复合厌氧工艺研究[J].安全与环境学报, 2008, 8(1):40-43.[7]白俊跃,徐灏龙.悬浮生物滤池A/O工艺处理印染废水[J].印染, 2008, (9): 31-33.[8]杨健,居志华,吴敏.复合式厌氧反应器预处理低温城市合流制污水中试[J].中国给水排水, 2007, 23(5):58-61.
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