印染行业中染料可生化进展及设想(固废作业)

1、印染行业中染料可生化进展及设想摘要：印染废水是纺织工业污染的主要来源。据不完全统计，全国印染废水排放量约为(300400)m3/d1。不仅排放量大，色度和污染程度高，而且随着加工工艺的发展和新型染料、助剂的不断开发应用，印染废水的处理难度也在增加。本文综述了近年来国内外印染废水生物处理研究的进展以及今后的发展前景。关键词：印染废水，可生化性，生物处理1、印染废水的产生和水质特点印染工艺过程中排放的废水所含的有机污染物，主要以人工合成有机物为主，由剩余染料（染料的上染率一般为80%90%，因此染色加工过程中的10%20%染料排入废水中)和大量助剂（匀染剂、渗透剂、柔软剂、油剂等）产生2。有些染料

2、、染料母体及染料降解产物在自然界中是致癌和致突变的，废水毒性较大。其共同的特点是BOD5/COD值均很低，一般在0.10.2，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/COD值提高到0.3左右或更高些，以利于进行生化处理3。印染废水的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下，印染废水水质pH值610，COD(化学需氧量)为4001000mg/L，BOD(生物需氧量)为100400mg/L，SS(悬浮物)为100200mg/L，色度为100400倍4。2、印染废水的处理方法染料废水的处理方法主要有物理法、化学法、生化法等三大类。其中物理法又可以分为混凝沉降法、吸附

3、法、气浮法、超滤法、离子交换法、萃取法等。物理法工艺简单，操作方便， 但泥渣产量较大，且有的方法运行费用较高，所以很少单独使用。化学法可分为氧化法、还原法、辐射法等。化学法在处理过程中需要投加化学药品，增加了处理费用，还可能造成二次污染，而且在能耗、设备等方面尚存在不少问题有待解决。还有一些化学方法在COD或色度等某些方面处理效果不尽人意，故化学法也很少单独运作。生化法是利用生物特别是微生物处理废水的一种方法，处理过程中产生的污泥可以作为农用肥料，进行废物利用。 且具有运行费用低、无二次污染等优点，符合可持续性发展的需要，成为处理印染废水的首选方法。3、印染废水染料可生化性研究3.1物化+好氧

4、工艺对于可生化性较高的染料废水采用好氧法处理对BOD5的去除率较高，去除率一般可达80%左右，但色度和COD的去除率不高5。就好氧处理法而言，除了在污泥控制方面作进一步研究之外，还应考虑与物化法、化学法等方法的联用, 以期在达标排放的前提下，使处理效率更高、效果更好、费用更低。徐颖6等采用物化生化法处理染料中间体生产废水，由于废水成份复杂，COD 浓度高，难生物降解，首先采用混凝、电解和Fenton氧化的物化工艺对废水进行预处理，然后采用水解（酸化）好氧的生化工艺。试验结果表明：混凝处理可去除废水中的胶体及悬浮物质，废水经硫酸铝混凝处理后，COD和BOD5的去除率分别可达30%和20%；电解过

5、程的氧化还原作用不但可分解废水中的有机物，而且可使难生物降解物质硝基苯转化为易生物降解物质苯胺，废水经电解处理后COD和硝基苯的去除率分别可达50% 和97%，BOD5/COD值0.06升高至0.20；Fenton试剂的强氧化性可去除废水中生物难降解物质并改善废水的可生化性，废水经Fenton 氧化处理后，COD去除率达50%，BOD5/ COD值由0.2升高至0.31；生化处理采用水解( 酸化)好氧工艺, 经水解处理后废水的BOD5/ COD值由0.31提高至0.48，经好氧生化处理后COD、BOD5的去除率分别达81.0%和88.4%，处理后的出水满足排放标准。3.2厌氧工艺由于染料新产品

6、的不断开发，废水的组份和有机物结构越来越复杂，浓度也相应提高，使好氧处理难以满足要求，而厌氧既能去除部分有机物，又能降解结构复杂的有机物，提高其可生化性，且具有处理费用低、可回收能量等特点。DMendez-Paz7等采用UASB反应器在序批式和连续流两种方式下，考察酸性橙(AO7)的降解情况。结果表明，在序批式操作下，外加碳源葡萄糖有利于染料的降解，且在降解过程中产生的中间产物1-氨基-2-萘酚，作为氧化还原剂，提高了染料的去除率。而连续操作条件下，当进水AO7浓度为0.58mM，葡萄糖2 g/L，容积负荷1. 7mMd- 1( 590mg/(L.d) 时，染料去除率达到92%，降低AO7浓度

7、至0.3 mM , 葡萄糖0. 25 g/L，染料去除率下降到78%。由此可见，UASB 技术应用于含高浓度染料AO7废水的处理是切实可行的，且在该过程中外加碳源葡萄糖能够加速染料的降解。3.3水解酸化+好氧工艺染料废水在好氧处理前先进行水解酸化处理, 可使非溶解性有机物转化成溶解性物质, 大分子有机物分解成小分子, 使难生物降解物质转化为生物降解物质, 提高染料废水的可生化性, 有利于后续的好氧处理。王为1采用水解酸化SBR组合工艺处理印染废水，处理效果良好。废水经水解酸化池处理后，其可生化性BOD5/COD值从0.220.23提高到0.320.34。SBR试验工况为曝气反应6h，供气量为0

8、.5L/min，污泥体积42%，DO=2.37mg/L，T=1520，pH=6.827.30的条件下，印染废水经处理后，COD、BOD、酸性黄染料去除率分别为80.9%81.1%，84.1%88.2%和28.2%50.8%。3.4高效菌种的筛选由于染料的可生化性差，传统的生物系统难以完全降解染料，且生成的中间产物结构复杂，往往具有毒性或致癌性，从而使处理效果不佳。因此，寻求更安全、更有效、更彻底、也更价廉的生物处理法则成为当务之急。近年来，大量的研究集中在选育和培育出各种优良脱色菌株或菌群，用于降解和吸附废水中的染料。目前发现能降解染料的微生物种类很多，主要有真菌、细菌和藻类三类8。细菌类：许

9、多细菌对染料具有很好的降解效果。但研究表明单一菌种降解染料一般只是将发色基团打开，中间产物如苯胺类致癌物质很难进一步降解，混合菌种在这方面有其优势，许多细菌之间存在协同降解作用，增加了降解效果。藻类：藻类用于污水处理是Oswald9等在1957年提出的，逐渐得到了广泛应用。藻类降解偶氮染料的方式与细菌一样，也是先偶氮双键的断裂，生成芳香胺。E. Acuner10等研究了小球藻( Chlorella vulgaris)对单一偶氮染料Tectilon Yellow 2G(TY2G)的降解作用。白腐菌: 白腐菌处理染料废水，是通过白腐菌所分泌的特殊的降解酶系或其它机制，将各种人工合成的染料降解脱色，

10、或彻底降解为CO2和H2O。K. Selvam等11研究了白腐真菌Thelephora sp.对偶氮染料橙G(50M)、刚果红(50M)以及氨基黑10B(25M)的脱色作用，其脱色率分别为33.3%、97.1%和98.8%。4、印染废水可生化研究前景近年来，由于染料生产品种多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展, 从而使染料废水处理难度加大。，生物法处理染料废水也有明显的缺点，微生物对营养物质、pH、温度等条件有一定的要求，且印染废水水质波动大、染料种类多、毒性高等特点，微生物很难适应。目前，染料废水可生化研究主要为高效菌种的筛选和生物固定化等方向。国外已经开展了利用诱变育种、原生质融合

11、、基因工程等技术，进行组建多个质粒的高效染料脱色工程菌的研究5。吴国庆等采用吸附法及聚集交联固定化紫色非硫光合细菌混合菌株（PSB）处理印染废水及含酚废水，在光照厌氧条件下，聚集-交联PSB固定化细胞经解毒活化后，酶活性增高，脱氢酶活力比自然细胞高1.01.5倍,脱色速度提高30%12。参考文献1王为. 印染废水生物预处理技术研究D. 东南大学, 2006.2李家珍. 染料、染色工业废水处理M. 1997:74-75.3马春燕. 印染废水深度处理及回用技术研究D. 东华大学,20074刘佑泉. 印染废水处理研究D. 湖南大学,20065 樊毓新,周增炎. 染料废水的处理方法现状与发展前景J.

12、环境保护,2002, (9):2224.6 徐颖,赵菊香,朱加征. 物化生化法处理染料中间体生产废水J. 环境保护科学, 2002, 28(112):15 17.7 D. Mendez-Paz , F.Omil , J. M. Lema. Anaerobic Treatment of Azo Dye Acid Orange 7 under Fed- batch and Continuous Conditions J . Water Research, 2005, 39(5):771 778.8 田玉萍,曾抗美. 染料废水生化处理研究动态J. 资源开发与市场, 2006,22(1).9 Oswaldw , Gotaas HB. Photosynthesis in Sewage Treatment J . Trans. Am . Soc. Civ. Eng. ,1957, 122(1) :73 105.10 E. Acuner, F. B. Dilek. Treatment of Tectilon Yellow 2G by Chlorella Vulgaris J . Process Biochemistry, 2004, 39(5):623 631.11 K. Selvam, K. Swaminthan, Keon-S