不同生物技術處理印染廢水分析

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摘要：隨著近年來污水排放制度越來越嚴格，我國的水污染治理已逐漸進入高處理率和高標準階段。其中，印染廢水屬于難處理廢水之一，其組成復雜，水質變化明顯，顏色較深，并且有毒物累積量較大，對其處理非常難，需要找到有效適合的方法來處理染料廢水。本文針對染料廢水的種類和特點，通過不同的生物技術以及其他方法與生物技術的組合技術對印染廢水處理進行研究和分析，總結出幾種處理印染廢水的方法，從而達到對印染廢水脫色和去除效果好的目的。

關鍵詞：印染廢水；生物技術；脫色

印染廢水中含有染料、漿料、表面活性劑、還原漂白劑、纖維雜質、有機物、無機鹽，還有銅、鉛、鋅等重金屬元素。印染廢水具有較強的生物毒性、有機物含量高、色度大、水質變化大、pH值變化大、成分復雜并含有大量的懸浮物等特點，這些特點進一步加大了印染廢水的處理難度[1]。在目前處理印染廢水的技術中，生物技術在經濟和使用可行性的角度都占有重要優勢并對環境的污染程度較低，但是生物技術也有一些缺點，例如存在處理效率低，有時會出現處理效果不好等缺點，從而影響了其更好的發展，所以將生物技術進行進一步的改進，將其與其他工藝相結合，形成組合工藝，這樣可以提高處理效率，是處理印染廢水的一個很好的發展方向。

1生物技術處理印染廢水的基本原理

生物技術處理印染廢水，其基本原理主要是通過微生物的大量繁殖，利用微生物酶氧化或還原染料分子，將染料分子的不飽和鍵和顯色基團破壞，從而將印染廢水中的大分子有機污染物降解成小分子物質或轉化為各種原生物質及營養物質，以減少水中污染物和難分解污染物的濃度，達到處理效果。將生物技術與其他的處理工藝組合，利用各自工藝的優點，這樣可以最大程度的發揮各工藝的優點，從而達到更好的處理廢水的目的，是目前印染廢水處理研究的一個重要方向。

2生物技術及其組合技術處理印染廢水

2.1生物強化技術。由于大多數傳統的生物處理技術達不到色度的去除要求，國內外許多研究機構的人員在進行印染廢水處理的過程中，將研究重心放在了培養或改良高降解活性菌種的方向上，進而引出了生物強化技術這一概念。該技術的作用機理是：將具有特定功能性的菌類投入到廢水處理系統中，這些菌類可以來自天然環境，也可以來自基因重組技術獲得的高效菌，目的是去除有害物質。其中，白腐真菌的褪色本領比較同等條件下其他菌的效果更好，因為在代謝的第二過程產生的木質素是由具有氧化性的酶引起的。當下，比較實用的方案是直接向廢水中放置具有一定分解氧化本領的微生物種群。2.2生物技術與高級氧化技術組合式工藝處理（分段式）。單一技術存在一些缺點，對印染廢水總是有處理效果不好的地方，所以沒有組合式效果好，將不同工藝技術進行組合成為近年來研究的熱點，其基本原理主要是對廢水進行預處理，即光催化氧化技術將印染廢水中難降解物質轉化為易降解物質，接下來再進行生物處理，將印染廢水中的污染物完全去除[2]，反之也可以，即利用光催化氧化技術去除剩下的易難于去除的物質，有研究者的試驗表明，這種聯合技術處理印染廢水很可行而且效果不錯，使廢水可達標排放。2.3生物技術與高級氧化技術組合式工藝。處理（一體式）有研究者開發了一種新型的耦合式光催化－微生物技術處理染料廢水[3]，這種組合是利用孔隙較多且發達的海綿通過微生物固定化和光催化固定技術，使海綿內存有大量的微生物，而外面包裹著一層光催化劑，可實現生物降解和光催化氧化[4]，是一種具有潛力的處理印染廢水的技術，可以繼續研究下去。2.4水解酸化－接觸氧化工藝。在良好的營養接觸氧化過程之前，應先水解和酸化該過程。生物接觸氧化過程是在接觸氧化槽中放置一些填充物，通過生物膜并透過適當的氧氣，通過氧化和分解印染廢水中的難降解污染物，是一種高效低污染的的污水處理過程。如果與JBM新組合的生物填充物結合去考慮，反應速率將會變得更高，加入水解酸化處理，可減輕對后續好氧反應的影響，二者結合可有效的降低COD和BOD，并且有毒有害的物質也將很好的被去除。2.5移動床生物膜法工藝。移動床生物膜反應器是固體填料生物接觸氧化法和生物流化床之間的一項新技術。反應器通常附有大量的微生物輕質聚丙烯填料，將其引入空氣和污水中使其充分混合。包裝上的微生物不斷吸收印染廢水中的有機物，有機物被吸附并降解，在提升區，由于三相流的作用，新生物膜的生長取代了舊生物膜，并且不斷更新，使整個反應器處于高效狀態，有利于印染廢水的處理和凈化，在提升過程中有良好的充氧效果，待三相流到達池頂后，生物膜繼續攝取印染廢水中的有機物，從而對污水進行凈化處理。2.6厭氧生物－水生植物－好養生物法。厭氧生物處理技術是兼性細菌與無氧厭氧細菌之間的生化過程[5]，能夠提高印染廢水的可生化性，降低了后續工藝的處理難度和負荷從而達到降解印染廢水中有機污染物的生物處理技術[6]。好氧生物處理技術則是在有氧的條件下，利用好氧微生物細胞進行生物化學反應，從而達到降解有機污染物的處理技術[7]。采用好氧生物技術處理印染廢水，需要提供大量氧氣，因而需要消耗大量能源，也會導致成本很高。采用厭氧生物技術需要非常嚴格的厭氧條件，在處理的過程中不好控制，同時也會增加設備和工程等費用，增加成本，此外還容易產生一系列污染空氣的氣體。厭氧處理和好氧處理均有各自的缺點，也有各自的優點，所以要充分發揮厭氧技術和好氧技術的優點，將這兩種處理技術與水生植物結合，可以更好地處理難降解的印染廢水，還可以減少能源消耗，降低成本，同時也能減少有害氣體的產生，是一種效果處理不錯的組合處理方法。該方法的工藝流程為進水，格柵過濾，厭氧生物處理，水生植物，好氧生物處理，出水。厭氧生物處理階段，通過酸解的方式將化學助劑和染色物質的分子變小，然后進入下一階段，水生植物處理階段，通過水葫蘆的新陳代謝作用，將污染物質分解去除，雖然色度仍然有些偏高，但COD和BOD已降低的很明顯，繼續進入好氧生物處理，可降低色度和進一步去除有機物，三者方法結合，可對色度有較好的去除，并達到污水的排放標準。2.7nZVI－厭氧微生物聯合工藝。酶還原，低分子量氧化還原，生物代謝產生的還原劑和三者的結合是厭氧微生物的脫色過程[8]。nZVI可以直接在水中或通過水反應產生的H2中作為電子供體，可以促進厭氧微生物降解難降解有機物。將nZVI填充層放置在厭氧反應器中可提高生物降解性。nZVI可以促進微生物對污染物的生物降解，可以促進微生物分泌某些可降解污染物的細胞外物質，從而提高污染物的降解率，從而達到脫色和去除效果好的目的[9]。2.8兼氧FMBR工藝。一般來說，FMBR的顯著特征是反應器里面具有較多的污泥堆積[10]，從而能夠更好地去分解污染物，分子質量較大的可以通過膜將其留下，從而確保了帶有小分子的水能夠順利的通過。在有氧條件下，復雜的大分子物質很難高效地分解，但是在兼性的條件下可以實現很好的轉化，從而提高分解效率。膜組件可以通過在膜表面上吸收污泥沉積層并進行篩選和分離，通過膜表面和膜孔對有機物的吸附以及對膜孔本身的機械篩分來保留復雜的大分子。兼性氧FMBR中存在多種微生物，可以有效去除氨氮。為了去除色度，兼性厭氧微生物利用細胞外酶將染料中的復雜物質轉化為小分子物質。染料基團被破壞，帶有顏色的液體可以沉降釋放，所以能夠有效地去除顏色，從而更好地去除較多污染物。2.9生物活性炭法。該方法是指微生物與活性炭構成一個組合系統，該系統可以充分發揮微生物和活性炭各自的作用，利用微生物降解污染物，同時利用活性炭良好的吸附作用，二者相互作用、相互協調達到處理廢水的效果、此外還能夠提高去除率，得到了國內外廣泛的研究。利用活性炭對微生物進行強化，從而能減少完成整個流程的處理時間，提高整體去除效率。

3結語

生物處理技術以及其組合技術對難處理的印染廢水，其處理效果還是相當樂觀的，隨著各種新型染料和助劑的加入及印染廢水排放標準的不斷提高，生物處理技術有著很大的發展前景，在其發展和改進之后，色度的降低和污水的排放都可達到標準，符合當今印染廢水污染治理的要求，而且具有很大的發展空間。在未來的研究中，可以更深入的對不同的生物處理工藝進行改進和組合，從而使其發揮更大的應用價值，進而能更好的處理印染廢水，使我們的水環境越來越好。

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作者:白靖銘 單位:沈陽建筑大學