（环境工程专业论文）水解酸化a2opact混凝过滤处理印染废水.pdf

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混凝过滤综合工艺处理效果进行分 水解酸化a 2 o p a c t - $ 昆凝过滤处理印染废水 析，结果表明采用该工艺后：c o d 去除率8 1 8 ，色度去除率为9 1 o ， 氨氮去除率9 6 5 ，总氮去除率为6 0 4 ，总磷去除率为9 3 8 ，去除效 果理想，出水满足太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水 污染物排放限值( d b 3 2 1 0 7 2 - 2 0 0 7 ) 新标准。 关键字：印染废水，水解酸化，p a c t ，强化 i i 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ep r i n t i n ga n dd y e i n gw a s t e w a t e rg e n e r a t e dw i t hh i g hd e n s i t y ，h i g h c h r o m a ，h i g hp h i fu n t r e a t e dp r i n t i n ga n dd y e i n gw a s t e w a t e rd i s c h a r g e d o p t i o n a l l y ，t h ee n v i r o n m e n ta n dh u m a nh e a l t hw i l lb eh a r m e d ，s om o s to f p e o p l e a rec o n c e m e dw i t ht h et r e a t m e n to f p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r t oc o n t r o la n dp r o c e s si th a sb e e nam a jo rr e s e a r c hi s s u ei n e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf i e l d t h ee x p e r i m e n tu s e sm e t h o d so f h y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n - a 2 o - p a c t - - c o a g u l a t i o n - f i l t r a t i o n t ot r e a t p r i n t i n g a n d d y e i n gw a s t e w a t e r o p t i m i z i n gt h ep a r a m e t e r so fh y d r o l y s i sa c i d i f i c a t i o n a n dp a c t ，i no r d e rt oi m p r o v er e m o v a le f f i c i e n c y t h et o p i cp l a y sa l l i m p o r t a n tp a r ti nb o t ht h et r e a t m e n te f f e c ta n dt h ec o s t i nt h es t a g eo fh y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o n ，t h eh i g h e rh r t ，t h eb e t t e r t r e a t m e n te f f e c t w h e nt h em o d eo f o p e r a t i o ni sm i x i n ga n dr e f l u x ( 9 0 r m i n ， r e f l u xr a t i o10 0 ) ，c h o o s e2 4 ha st h eh r to ft h er e a c t o rc o n s i d e r i n gt h e f a c t o r so fw a t e rq u a l i t y ，s t a b i l i t y ，e c o n o m ya n d p r a c t i c a l i t y a t t h i s c o n d i t i o n ，3 7 3 o f t h et o t a lc o d i sr e m o v e d w h e nh r t = 2 4 ，t h er e m o v a l r a t ew i l li m p r o v ew h e nt h em i x i n ga n dr e f l u xi n c r e a s e s ，b u tt h i se f f e c ti s u n c o n s p i c u o u s ，s oc h o o s i n gt h em e t h o dm i x i n ga n dr e f l u x ( 9 0 r m i n ，r e f l u x r a t i o10 0 ) 1 1 1 er e s e a r c ho nt h ea z o p a c tm a i n l yc o n s i s t so ft w o s y s t e m s ，o n e i st h es e l e c t i o no fp a r a m e t e r s ，a n dt h eo t h e ri st h ec o n t r a s to f s t r e n g t h e n i n g e f f e c t t h ep a p e rd e s c r i b e st h en u m b e ra n df r e q u e n c yo fp o w d e ra c t i v e d c a r b o n s t h er e s u l t ss h o w st h a tt h ei n c r e a s e so ft h en u m b e ro fp o w d e r a c t i v e dc a r b o na n df r e q u e n c ya r eu n a b l et oi m p r o v et h et r e a t m e n te f f e c t h i g h l y ，s oc h o o s i n g2 0 0 m g la n d2t i m e s ；c o m p a r e dw i t ha 2 0 幂i a 2 0 一p a c t ，m e a s u r et h ec o d ，c h r o m a t i c i t yc o l o u r ，n h 3 - n ，t n ，t po ft h e w a s t ew a t e ra n da n a l y z et h ee n h a n c e dr e s u l t w h e nh r t = 2 4 h ，t h er e s u l t s i l l 水解酸化a 2 幻p a c 混凝过滤处理印染废水 i n d i c a t et h a tp a c tp r o c e s sh a v ev e r yg o o ds t r e n g t h e n i n ge f f e c ti nc o d a n dc h r o m a t i c i t yc o l o u r ，t h er e m o v a lr a t ei n c r e a s e s12 a n d7 p a r t l y ；t h e r e m o v a lr a t eo fn h 3 - n ，t n ，t pi sn o ti n c r e a s e do b v i o u s l y f i n a l l y , s t u d yo nt r e a t m e n to fp r i n t i n ga n dd y e i n gw a s t e w a t e rb y h y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o n a z o p a c t c o a g u l a t i o nf i l t r a t i o n t h er e s u l t s i n d i c a t et h a tt h ea v e r a g er e m o v a lr a t e so fc o d ，c o l o r ，n h 3 - n ，t na n dt p a r e8 1 8 ，9 1 o ，9 6 5 ，6 0 4 a n d9 3 8 r e s p e c t i v e l y t h ee f l u e n t q u a l i t y o ft h e s y s t e mm e e t st h ed i s c h a r g e s t a n d a r do fm a i nw a t e r p o l l u t a n t sf o rm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t sa n dk e yi n d u s t r i e s o ft a i h ua r e a ( d b 3 2 10 7 2 2 0 0 7 ) k e y w o r d s ：d y e i n gw a s t e w a t e r , h y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o n ，p a c t ， s t r e n g t h e n i v 江苏大学硕士学位论文 目录 第一章前言 1 1 1 研究背景l 1 2 印染废水的来源2 1 3 印染废水的特点及危害3 1 3 1印染废水的特点3 1 3 2 印染废水的危害3 1 4 国内外印染废水处理技术及特点4 1 4 1 物理处理方法4 1 4 2 化学处理方法6 1 4 3 生物处理方法8 1 5 水解酸化工艺1 0 1 5 1 水解酸化工艺概况一1 0 1 5 2 水解酸化工艺特点1 1 1 6p ! a c t 工艺1 2 1 6 1p a c t 工艺机理1 2 1 6 2p a c t 工艺的特点及应用13 1 7 研究目的、意义及内容1 4 1 7 1 研究目的和意义1 4 1 7 2 研究内容15 第二章实验装置及分析方法1 6 2 1 实验用水的来源及水质1 6 2 2 实验工艺及实验装置1 7 2 2 1 实验处理工艺。l7 2 2 2 实验装置18 2 3 分析检测项目及方法18 2 4 实验运行条件19 第三章厌氧水解反应器的参数优化。2 0 3 1 厌氧水解反应器的特点2 0 3 2 厌氧水解反应器水力停留时间的确定2 l 3 3 厌氧水解反应器运行方式的确定2 2 v 水解f i 炙4 e - a 2 o p a c t - 混凝过滤处理印染废水 3 4 厌氧水解反应器运行效果2 2 第四章a 2 o 与a 2 o p a c t 反应阶段的对比实验2 5 4 1p a c t 工艺参数的优化一2 5 4 1 1 粉末活性炭投加与否对处理效果的影响2 5 4 1 2 粉末活性炭投加量对处理效果的影响2 6 4 1 3 粉末活性炭投加次数对处理效果的影响一2 7 4 2 水解酸化a 2 0 与水解酸化a 2 o p a c t 处理效果对比2 8 4 2 1c o d 去除效果的对比2 8 4 2 2 色度去除效果的对比一2 9 4 2 3 氨氮去除效果的对比2 9 4 2 4 总氮去除效果的对比3 0 4 2 5 总磷去除效果的对比。3 2 4 3 反应器降解污染物表征分析3 2 4 3 1g c m s 检测结果分析3 2 4 3 2 紫外可见吸收光谱检测结果分析3 4 4 3 3 毒性检测结果分析3 5 第五章水解酸化a 2 ，o p a c t - 混凝过滤工艺综合处理效果3 7 5 1c o d 去除效果及达标情况3 7 5 2 色度去除效果及达标情况3 8 5 3 氨氮、总氮、总磷去除效果及达标情况3 9 5 3 1氨氮去除效果及达标情况3 9 5 3 2 总氮去除效果及达标情况3 9 5 3 3 总磷去除效果及达标情况4 0 5 4 运行成本分析4 1 第六章结论与建议4 3 6 1 结论4 3 6 2 存在问题和建议4 4 致谢4 5 参考文献。4 6 在读期间发表的学术论文。 v i 江苏大学硕士学位论文 1 1研究背景 第一章前言 纺织印染业在我国有着悠久的历史，是我国国民经济的传统支柱产业和重要 的民生产业，长期以来，在满足人们日常衣着需求外，还解决了群众带动就业， 在带动地方经济发展等方面做出了巨大的贡献。在当前国内市场需求不断增长前 提下，近几年纺织工业获得较大发展，我国印染行业工艺设备水平在“十五期 间有了较大提高，特别是东部沿海地区，很多企业已从国外进口一定数量的先进 印染设备，虽然在节能功耗上已有了不同程度的改善，但纺织业、印染业等由于 需要消耗大量的水及化学品，所产生的废水仍然给环境带来了严重的污染，是典 型的用水大户和污水排放大户。 纺织印染行业排放的印染污水是我国工业系统中重点污染源之一。纺织印染 业的主要工序是预处理，染色，印花和整理，由于其自身的工艺特点生产过程中 会产生大量的废水，根据环保总局不完全统计，我国印染企业每天排放废水约 3 x 1 0 6 - - - 4 x 1 0 6t ，排放的印染废水总量位于全国各工业部分排放的总量第五位。印 染废水中含有纤维原料的夹带物以及加工过程中使用的浆料、油剂、染料和化学 助剂等，具有水质水量变化大，污染物浓度高( c o d ) ，色度深，p h 高以及可生化 性差等特点，属于含有一定量难生物降解的有机性废水【1 。3 j ，是难处理的工业废水 之一。 近几年，化学纤维织物发展迅速，仿真丝陆续兴起，印染后整理技术也大有 进步。p v a 浆料、邻苯二甲酸类物质如人造丝碱解物及新型助剂等难生化降解的有 机物大量进入印染废水，这一切使得原生物处理系统c o d 去除率大大下降【4 ，5 1 ，印 染废水的处理也变得更加复杂。同时，新的污水排放标准的提高，以及“节能减 排战略对印染废水处理要求越来越高，使得印染废水处理效果问题成为废水处 理行业不可或缺的研究。所以，研究经济有效的处理工艺和新型处理技术，对于 高负荷、难处理的印染废水而言，显得极其重要。 以“苏南某经济开发区污水处理厂刀为代表的工业园区集中污水处理厂为研 究对象，开展升级改造及稳定达标技术研究，针对此园区污水厂提出的改造方案， 建立一套水解酸化a 2 o p a c t - 混凝过滤中试模拟实验装置，检验处理效果，同时 水解酸化a 2 幻p a c t - 混凝过滤处理印染废水 为工程提供相应的参数。 1 2 印染废水的来源 纺织印染废水污染物的来源广义上可以分为两部分，一部分是来自印染原材 料自身所携带的污染物，包括棉纺织纤维上的油、脂、盐等，另一部分是来自加 工过程中未充分利用的添加剂、浆料、染料、助剂等。其中印染废水的产生主要 来源于印染加工的四个工序：预处理，染色，印花，整理。预处理阶段包括烧毛、 退浆、煮炼、漂白、丝光等工序。染色阶段包括染色、皂洗、水洗。各工序主要 使用的物质，产生的废水成分及其水质特点介绍见表1 1 表1 1 主要使用原料、废水成分及水质特点 t a b l e l 1m a i nm a t e r i a l s ，c o m p o n e n ta n dc h a r a c t e r i s t i c so f w a s t e w a t e r 2 江苏大学硕士学位论文 1 3 印染废水的特点及危害 1 3 1印染废水的特点 印染废水中的污染物随印染加工过程中使用的染料和助剂等的差异而各不相 同。总体上说，由于整个工艺特点的影响，印染废水主要有以下特点： ( 1 ) 有机物高浓度。印染行业中的染料主要是苯系、萘系、葸醌系以及苯胺、 硝基苯、酚类等，浆料主要包括p v a 和淀粉等【6 。加工生产过程中染料利 用率约为8 0 左右，其余2 0 的染料会进入废水中，是有机物浓度高的一 个原因，另外还有一个最主要原因是加工过程中使用的大量助剂，9 5 以 上的助剂会残留在印染废水中。 ( 2 ) 色度高。由于印染厂所使用的染料有直接染料、活性染料、硫化染料、酸 性染料、分散染料等，中间体品种多，类型复杂，处理难度大，加之国产 染料上染率低，为保证质量，印染厂就会过量添加染料，造成染料大量进 入印染废水中，导致废水具有很高的色度。 ( 3 ) 高p h 值。在生产过程中多道工序需要加大量的碱，最终导致废水具有较 高的p h ，有的工序出水p h 甚至达到1 2 以上。 ( 4 ) 难降解。印染废水b o d c o d 值很低，一般在0 2 左右，因此可生化性差。 ( 5 ) 水质变化大。印染生产过程中，由于织物的种类，加工的花色品种受原料、 季节、市场需求的影响而经常变化，因而加工工艺、使用的染料和助剂也 相应地改变，使得废水的水质也出现大幅度变化。 1 3 2 印染废水的危害 印染废水具有高浓度、高色度、高p h 值、难降解及变化大等特点，废水中污 染物主要成分为未充分利用而残留的部分染料、助剂等、少量有毒有害的重金属、 甲醛、卤化物、酸碱等，在未经处理的情况下排放，会给自然水体水质及水生动 植物带来极大的危害，以致直接危害人的身体健康，其危害主要表现在以下方面： 第一，有机物浓度高，难降解，直接导致自然水体水质的恶化，破坏水体平 衡。印染加工过程中使用的染料、浆料、助剂等不可能1 0 0 转移到织物上，总是 会有部分残留下来伴随印染废水排放，高浓度有机物的分解需要消耗大量的溶解 氧，溶解氧的大量缺乏，导致水生生物大量死亡进而造成除微生物外几乎所有生 3 水解酸化a 2 o p a c t - 混凝过滤处理印染废水 物的死亡，破坏水体生态平衡。 第二，在印染加工过程中有2 0 左右的染料随废水排入水体，有的废水色度高 达4 0 0 0 倍以上【引。染料能吸收光线，降低水体的透明度，导致光合作用减弱，影响 水体复氧效果，使水中溶解氧降低，破坏水体自净能力。另外在印染过程中会使 用芳香胺类染料，废水排放后，在一定的自然条件下会发生一系列的反应，使芳 香胺类染料还原产生致癌物质，影响人们的身体健康。 第三，未经处理的印染废水具有很高的p h 值，排入自然水体后会破坏水体的 酸碱平衡。 第四，在纺织印染工序中大量使用氮、磷等洗涤剂以及尿素，导致印染废水 中总氮跟总磷的含量比较高，直接排放会造成水体富营养化。 最后，印染废水中含有重金属、卤化物以及酚类等，人长期接触或进入人体 后都会严重影响人的身体健康，而且这些物质在自然界中具有持久性，降解缓慢 的特点。 1 4 国内外印染废水处理技术及特点 根据印染废水的特点，国内外学者对印染废水的处理技术做了大量的研究， 目前处理印染废水常用的方法主要分为物理处理方法、化学处理方法和生物处理 方法三种。 1 4 1 物理处理方法 物理法是指利用物理过程对印染废水进行处理，包括吸附法，膜分离法和超 声波震荡法等。 吸附法，是物理法中应用的比较多的一种处理方法，即利用多孔性固体性物 质吸着分离水中污染物的水处理过程。这种方法是将活性炭、活化煤、焦炭、煤 渣、树脂、木屑等多孔物质的粉末或颗粒与印染废水混合，或将这些多孔材料组 成滤床，使污染物质被多孔物质吸附或被过滤去除【9 】。目前主要还是应用是活性炭 吸附剂，林海等【1 伽发现，以活性炭纤维( a c f ) 作阴极，a c f + 不锈钢作阳极，在电 压为1 5 v ，电解时间为3 0 m i n ，电解质n a c i 力h a 量为5 k 卧的条件下，染料废水的色 度去除率可达9 6 1 ，c o d 去除率达5 6 7 ；洪光等【1 1 1 采用微波诱导氧化工艺( m i o p ) 技术，以自制改性凹凸棒石粘土为催化剂，对雅格素蓝b f 2 b r l 5 0 染料模拟 4 江苏大学硕士学位论文 废水进行了有效的处理；王黛芝等【1 2 1 研究c a o 改性粉煤灰对酸性蓝废水的吸附作 用，结果表明，粉煤灰对酸性蓝废水的去除率明显提高。在含酸性蓝浓度为4 0 0 m g l ，改性粉煤灰用量为2 0 9 1 0 0 m l ，吸附时间为4 0 m i n ，p h 值为6 左右的条件下， 去除率最高可达9 3 8 1 以上。 由于活性炭再生困难，所以国内外学者一直致力于研究和探索廉价、高效吸 附剂，其中r a m a k r i s h n a 等【1 3 1 研究发现，对于不同性质的染料，各吸附剂的性能不 同，通过比较得出，对酸性染料使用钢厂炉渣和飞尘的处理效果较好，而对于碱 性染料则使用泥炭和膨润土的处理效果较好，而对于分散染料，活性炭的吸附性 能是试验中效果最差的。石鹏辉等【1 4 】对粉煤灰处理印染废水进行了研究，结果表 明，粉煤灰处理活性翠兰染料不进行活化时有较好的处理效果，且粉煤灰的粒度 是影响脱色的主要因素。 膜分离法，即在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选 择性分离的技术。它与传统过滤的不同在于，膜分离法可以在分子范围内进行， 并且该过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜分离技术是近几 十年发展起来的一类新型分离技术，具有无相变、低能耗、操作简单、自动化程 度高等优点，膜分离技术主要通过孔径筛分作用达到分离、净化、浓缩和处理的 目的。目前，超滤、纳滤和反渗透技术在印染废水处理中应用比较多【1 5 】，但是因 为该方法需要专用设备，投资高，膜易结垢且不易清洗，所以目前还未推广，实 际大多应用在印染废水的深度处理。 膜分离法的主要特点有： ( 1 ) 能耗低，膜分离过程中不发生相变； ( 2 ) 装置简单，操作容易且易于控制； ( 3 ) 适用范围广，既可以分离微粒，也可以分离于溶液中大分子与无机盐； ( 4 )占地面积小，处理效率高。 超声波振荡法，即利用超声波在液体中产生的局部高温、高压、高剪切力的 作用，一方面诱使水分子裂解产生强氧化物质羟基自由基，利用其强氧化性可打 开部分有机会的键链，改变废水中部分有机会的化学结构和性质，进而引发染料 的多种反应，并且能够促进絮凝作用【1 6 】，另一方面，超声波能够加强液体中的传 质作用，会加速水分子热运动，破坏有机物胶粒的稳定性，强化羟基自由基的氧 5 水解酸化砰o p a c t - 混凝过滤处理印染废水 化作用，提高处理效果。陶媛等【1 7 】通过研究两种不同的超声发生器对多种高浓度 染料废水的处理效果发现，辐射声强较低时依然可以降低染料废水，在相同条件 下，辐射声强降低，辐射有效面积增大，可增大废水的处理体积。但是同时发现， 由于染料废水污染物结构复杂，单独使用超声作用并不能达到很好的处理效果， 与实际应用标准还有一定的差距。 1 4 2 化学处理方法 化学法是指利用化学反应处理印染废水的方法，主要包括化学混凝法，化学 氧化法、光催化氧化法和电化学法等。 化学混凝法，印染废水的混凝处理以胶体化学的理论为依据，是在废水中加 入混凝剂，通过双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥和沉淀物网捕去除印染废水 中的大分子染料等污染物，达到净化出水的效果。处理过程中，混凝剂的作用至 关重要，它能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒，胶体表面一般带有负电 荷，混凝剂的加可以中和胶体表面电荷，其物理吸附力将超过排斥力，进而使得 胶体物质凝聚，从而从废水中分离出来，达到去除污染物的效果。 嵇鸣等【1 8 】研究发现，采用氢氧化镁直接处理染料印染废水，如果加入镁盐的 数量为6 0 0m g l ，选择p h = l1 ，色度去除率将达到9 8 。另外还有学者研究聚合氯 化铝处理三种模拟印染废水棕黄水样、酸性深蓝水样、混合染料水样，结果表明， 在最佳条件下，其浊度去除率可达9 8 0 、9 5 7 及9 3 3 ，色度去除率可达5 5 6 、 7 3 1 及5 5 1 【1 9 】。混凝法的优点是建设投资少，处理水量大，操作方便简单，对 疏水性染料处理效果好，缺点是运行成本高，化学污泥量大难脱水，对亲水性染 料处理效果差。 化学氧化法，是指氧化剂在反应过程中产生大量羟基自由基，并主要由羟基 自由基参与反应的深度化学氧化过程，即利用氧化剂的氧化性，破坏发色基团的 不饱和键，使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类， 使其失去发色能力。化学氧化法主要使用的氧化剂为臭氧、芬顿试剂等。研究发 现用臭氧氧化法处理含有g b c 枣红基染料的印染废水，脱色率达9 4 ，c o d 的去 除率7 2 【2 0 】。高蓉菁等通过印染废水处理装置的建立，详细研究在不同的接触 时间、p n 、p a c h 2 0 2 0 3 体系的氧化条件下，臭氧氧化法处理印染废水的方法，解 析其氧化降解过程及氧化机理。实验结果表明，经过p a c h 2 0 2 0 3 氧化处理后，废 6 江苏大学硕士学位论文 水的c o d 去除率达7 3 3 ，脱色率达1 0 0 ，可以达标排放。另外，徐静圆 2 2 1 等通 过实验研究了臭氧接触氧化时间对于印染废水中有机物去除效率的影响，结果表 明臭氧对c o d 的去除效率并不与接触时间成正比，其反应过程可分为三个阶段，均 属于一级反应。也表明单一利用臭氧氧化实现印染废水中有机物的降解不够经济 合理。汪永红【2 3 】等通过f e c h 2 0 2 协同催化氧化体系处理印染废水，结果表明：在 废水p h - - - 4 8 的情况下，铁碳质量比为2 5 ：1 、h 2 0 2 用量为15 0 m g l 、催化反应3 0 m i n 时，印染废水色度去除率为9 8 以上，c o d 去除率为7 8 ，表现了很好的处理效果。 吕艳菲瞄l 对酸性红b 染料废水进行t f e n t o n 氧化降解实验研究，研究结果表明：在 过氧化氢浓度为0 0 3m o l l ，g ( h 2 0 2 ) ：e ( f e 2 + ) 2 0 ：l ，反应温度为5 0 。c ，初始p h 值为3 0 ，反应时间为6 0r a i n ，c o d 的去除率达6 2 3 。姚伟英【2 5 】等对调浆废水采 用超声波芬顿试剂联合处理方法，在p h = 5 、超声波处理2 0 m i n 、出水c o d 值为 6 1 6 m g l ，c o d 去除率为9 5 2 。高级氧化法虽然效果较好，但由于处理成本较高， 理论要应用于实践上存在困难，因此不利于在工业上应用和推广。 光催化氧化法，是指在光照的作用下进行化学反应降解污染物的方法。苗晓 亮【2 6 1 等通过光催化反应处理以酸性红b 染料配制的模拟印染废水探讨了对酸性红 b 染料进行光催化氧化的可行性，结果表明：实验可行，并且处理效果受h 2 0 2 主要 受的浓度及其污染物的浓度的影响。x z l i 和ygz h e 【2 7 】通过研究发现，好氧 t i 0 2 光催化氧化工艺对印染废水具有良好的处理效果，脱色率接近1 0 0 ，有机物 去除率高达9 0 以上。曹玉萍【2 8 1 等采用u v 0 3 f e 3 + 技术，对印染废水生化处理出水 进行深度处理，结果表明：在最佳实验条件下，即0 3 投加量为2 1 4 4m g l ，p h 为 1 0 ，f e 3 + 投加量为3 m g l ，反应时间为6 0 m i n ，c o d 的去除率能够达n 8 0 以上， 色度去除率为9 9 。各项指标均达到了印染废水的回用要求。虽然该法去除率高， 但是也存在反应时间长，处理成本高等问题，另外，有效u v 波长的选择、u v 灯的 使用时间及反应器效率低等问题也一直影响该工艺的广泛使用【2 们。g a r y a e p l i n g 等【3 0 j 对8 种类型的1 5 种染料采用纳米t i 0 2 与可见光诱导漂白，结果显示：靛蓝染料 和菲染料的脱色效果最好，蒽醌染料效果最差。c m s o 等人【3 1 1 研究利用光催化氧 化技术降解普施安红m x 5 b 偶氮染料，在紫外光光照8 0 m i n 的条件下，就可以使 9 0 的染料矿化。 电化学氧化法，是电化学法的一种，主要有直接氧化法和间接氧化法。直接 7 水解酸化a 2 幻p a c t - 混凝过滤处理印染废水 氧化法是指废水直接在阳极表面发生化学反应；间接氧化法是指利用电化学法在 废水中产生强氧化剂，在强氧化剂的氧化作用下降解污染物。电化学氧化法也就 是在外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化 学过程和物理过程，产生大量的自由基，利用自由基的强氧化性对废水中的污染 物进行降解的过程。陈武等【3 2 1 利用三维电极电化学方法对印染废水q b c o d 、色度 的去除进行研究，结果表明经三维电极处理1 0 m i n 后，c o d 去除率达8 9 0 3 ，色度 去除率达9 9 4 3 。印染废水经电化学法处理后，可以有效的提高废水的可生化性， 提高后续生化处理的效果。高立新等【3 3 j 研究表明印染废水经过电化学处理后b o d 5 c o d 比值可从原来的0 1 2 6 上升至1 7 1 ，可生化降解性显著提高。 虽然电化学法处理印染废水的方法具有有机物去除率高、脱色率高、处理过 程无二次污染、易于管理等优点，但同时也存在着电能消耗大、析氧析氢副反应、 废水处理成本高、极板易钝化等缺点【3 4 】，所以如何降低能耗，削减成本，提高极 板利用率成为现在研究的热点。 1 4 3 生物处理方法 生物法是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物 降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法，由于物化处理法通常处理成本 比较昂贵，而且产生的废物较难处理，效率也不高，因而应用比较有限【3 5 】；而生 物处理法具有操作简单、运行费用低、无二次污染、对环境友好等优点，在印染 废水的处理中越来越受到重视f 3 6 1 。目前，生物法主要有厌氧生物法、好氧生物法 及厌氧好氧联合法等，其中厌氧好氧生物处理技术得到广泛的使用，它不仅能够 很好的去除有机物，而且对氮、磷的去除也有很好的效果。 厌氧生物法，是指在反应器内无分子氧存在的条件下，利用兼性厌氧菌或专 性厌氧菌降解污水中污染物或把污水中难降解的大分子有机物分解成易降解小分 子有机物。厌氧生物法具有适用范围广泛( 低、中、高浓度有机废水) 、有机负荷高、 能耗低不需要供氧曝气、剩余污泥量少且脱水性好等优点。但单一的厌氧处理方 法受自身微生生长物特性的影响，反应时间比较长，处理单元较大，并且处理效 果也不能达到国家排放标准，所以厌氧出水仍需进一步处理。禹耀萍、周大军3 7 】 对某印染厂的印染废水采用两级水解酸化池进行预处理，研究结果表明：进水b c 仅为0 1 6 ，经过二级水解酸化池处理，出水b c 值提高n o 4 5 ，可见厌氧阶段对改 8 江苏大学硕士学位论文 善废水可生化性有很好的效果，色度由2 5 1 倍降解至1 j 1 2 5 倍，去除率达5 0 。 好氧生物法，是指通过不断向废水中通入空气，通过好氧微生物形成的菌胶 团的吸附和氧化作用降解废水污染物的生物处理方法，由于好氧生物处理法处理 量大、能降解部分色素，还可以调节p h 值和运转效率，因此能够降低生产成本， 在印染废水处理工艺中好氧生物法是应用较为普遍和成熟的工艺。用这种方法进 行处理，b o d 去除率可达到8 0 - 9 0 ，c o d 去除率达到可4 0 - - 6 0 ，脱色能 力可达至l j 3 0 - - - 5 0 。c o d 和色度是印染废水处理中比较难处理的指标，单独的 好氧生物处理对c o d 和色度的去除率并不高，不能达到排放标准要求，因此现阶 段印染废水的好氧处理大多配合前端的水解酸化或后端的深度处理，以便能够实 现达标排放。 厌氧一好氧生物法。厌氧好氧工艺在印染废水处理中得到了广泛的应用和研 究。这种处理方法是将厌氧和好氧工艺联合使用，即在好氧处理前先进行厌氧预 处理，这样可以通过兼性厌氧微生物的水解作用，将印染废水中的难降解大分子 难溶有机物分解成小分子易溶有机物，从而使难生物降解物质转化为可生物降解 物质，改善废水的可生化性，使厌氧出水能够更好的被好氧阶段氧化降解，提高 好氧阶段的处理效果，最终提高废水的处理效果。近几年，单一的生物处理方法 基本被淘汰，取而代之的是效果更好的厌氧好氧复合技术。 周锋【3 8 】在水解酸化十接触好氧工艺后增加b a f 工艺作为印染废水的深度处 理，进水c o d 浓度在2 0 0 m g l 以下，水力负荷1 o 2 0 m h ，气水l l 2 3 ：1 时，可以达 到一级排放标准，c o d 去除率在5 0 以上；骆丽君1 3 9 j 采用水解一好氧混凝气浮工艺 处理印染废水，运行结果表明：c o d 平均去除率为9 0 以上，色度平均去除率9 5 左右，p h 为7 8 ，各项指标符合g b 4 2 8 7 1 9 9 2 一级标准。江苏常州某印染厂1 4 0 采用 水解酸化生物接触氧化一混凝气浮工艺对印染废水进行处理，运行结果表明：废水 难降解、大分子有机物经水解酸化作用后转化为易生物降解、小分子、可溶性有 机物，进水的b c 值为0 2 6 ，经过水解酸化后提高到0 3 5 ，废水可生化性明显得到 提高，出水达到国排放标准( g b 4 2 8 7 9 2 ) 。m u s t a f ai s i k a t 4 l 】利用u a s b c s t r 系统处 理酸性模拟印染废水，结果表明：c o d 和色度的去除率分别为8 3 9 7 和 8 0 一8 7 ，同时实验显示厌氧段产生中t a a 在好氧段可以有效地去除。周媛【4 2 】等 采用平行比较实验，研究加入聚合硫酸铝铁( p a f s ) 的水解酸化膜生物反应器 9 水解酸化a 2 o p ：a c t 混凝过滤处理印染废水 ( m b r ) 工艺( 1 号系统) 和未加p a f s 的水解酸化m b r - v 艺( 2 号系统) 对模拟印染废水 的处理效果，结果表明：p a f s 所形成的含铝的污泥可以提高废水的c o d 和色度的 去除率。 近年来，随着纺织印染业的发展，印染废水性质越来越复杂，越来越难处理， 新型染料的利用，使本来就难处理的废水更加难处理，加之国家对环境保护的重 视，排放标准的提升，简单的生物工艺根本达不到出水排放标准，因此寻求能够 高效去除生物难降解物质和氮磷等营养物质的方法己经成为近年来废水生物处理 重点研究的问题。 1 5 水解酸化工艺 1 5 1水解酸化工艺概况 与厌氧消化工艺相比，水解酸化工艺是厌氧消化的一个阶段，厌氧处理是一 个复杂的微生物化学过程，主要依靠水解产酸菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌的联 合作用完成，厌氧消化过程可以分为以下四个阶段h 3 】： ( 1 ) 水解阶段：是整个厌氧处理阶段的初始阶段，在产酸菌胞外酶的作用下将 复杂大分子、不溶性有机物( 如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等) 水 解转化为简单的可溶性小分子有机物。 ( 2 ) 酸化阶段：水解转化出的小分子有机物在产酸菌的作用下转化为短链有机 酸、醇、乳酸、氢气、二氧化碳、硫化氢、氨气等气，由于有机酸及酸性 气体的产生，此阶段p h 下降。 ( 3 ) 产氢产乙酸阶段：酸化阶段过后，醋酸盐、h e 、c 0 2 等可以直接被产甲烷 菌利用，但是主要产物丙酸盐、丁酸盐、乙醇等不能被产甲烷菌直接利用， 所以必须由产氢产乙酸菌将上述物质转化为乙酸。 ( 4 ) 甲烷化阶段：经过前3 个阶段后主要产物是乙酸或乙酸盐、h e 、c 0 2 及少 量的甲酸、甲醇等物质，产甲烷菌可以直接利用这些产物生成c