在工業(yè)廢水處理中，印染廢水屬于較難治理的行業(yè)性廢水。印染廢水種類(lèi)多，成分復(fù)雜，主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，其色度和COD高，排放量和毒性大，可生化性差，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。尤其是印染廢水中的偶氮染料是嚴(yán)重危害環(huán)境的污染物，因?yàn)樗�的光降解產(chǎn)物含有致癌的芳族胺。而單純某一種處理方法往往達(dá)不到滿意的效果[1-3]。

過(guò)去國(guó)內(nèi)印染廢水排放執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1992），江蘇省先后于2004年和2007年頒布了《江蘇省紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB32／670-2004）和《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB32／Ｔ1072-2007），山東省也于2005年頒布了《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37／533-2005）[4]。因此，尋找可達(dá)新排放標(biāo)準(zhǔn)的組合工藝廢水處理技術(shù)，已成為當(dāng)前紡織染整工業(yè)企業(yè)的迫切需要。

1　試驗(yàn)工藝流程與裝置

試驗(yàn)采用水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化工藝，原水首先進(jìn)入水解酸化-生物接觸氧化法處理試驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖1），出水再采用Fenton氧化法進(jìn)一步處理。

反應(yīng)器為圓柱形，外設(shè)保溫套，利用循環(huán)水使反應(yīng)器保持預(yù)定的溫度。反應(yīng)器高400ｍｍ，直徑150ｍｍ，水深330ｍｍ，超高70ｍｍ，單個(gè)反應(yīng)器體積為6Ｌ，3個(gè)反應(yīng)器總體積18Ｌ。接觸氧化池底部設(shè)微孔曝氣盤(pán)。

本試驗(yàn)采用青島思普潤(rùn)水處理有限公司提供的SPR-1型填料，如圖2所示。該填料比表面積500ｍ2／ｍ3，比重為0．94～0．97，掛膜后密度接近于水，易流化。

2　試驗(yàn)用水及分析測(cè)試方法

2．1　原水水質(zhì)概況

染料種類(lèi)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全世界使用的合成染料達(dá)3萬(wàn)多種，80％以上的染料為含偶氮鍵、多聚芳香環(huán)的復(fù)雜有機(jī)化合物[5]。本試驗(yàn)用水采用自配的模擬偶氮類(lèi)廢水，染料采用偶氮胭脂紅Ｇ，其結(jié)構(gòu)式如圖3所示。

圖1　水解酸化-生物接觸氧化法試驗(yàn)裝置溫度

Ｆｉｇ．1　Ｔｅｓｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ　ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ａｅｒｏｂｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ

圖2　試驗(yàn)采用的填料

Ｆｉｇ．2　Ｆｉｌｌｅｒ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ

圖3　偶氮胭脂紅Ｇ的結(jié)構(gòu)式

Ｆｉｇ．3　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ａｚｏｃａｒｍｉｎｅ　Ｇ

該染料含有氨基和磺酸基等親水性基團(tuán)，故水溶性較好，難于被一般絮凝劑絮凝沉淀。模擬廢水成分見(jiàn)表1。

表1　模擬印染廢水成分

Ｔａｂ．1　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｄｙｅｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ

2．2　分析測(cè)試方法

COD：重鉻酸鹽法；染料濃度：紫外分光光度法；色度：稀釋倍數(shù)法；ｐＨ值：玻璃電極法；ＤＯ：采用溶氧儀測(cè)定。

3　水解酸化-生物接觸氧化法處理試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果

試驗(yàn)采用接種培馴法，污泥取自武漢市龍王嘴污水處理廠二沉池回流污泥，剛?cè)』氐奈勰喑屎诤稚�，略有異味�?011年3月1日，將污泥和填料裝入反應(yīng)器中，接觸氧化池進(jìn)行48ｈ悶曝。與此同時(shí)，向接觸氧化池中投加葡萄糖150mg/L、碳酸銨50mg/L、磷酸二氫鉀25mg/L；向水解酸化池中加入葡萄糖150mg/L、碳酸銨25mg/L、磷酸二氫鉀12．5mg/L。掛膜期間，利用保溫套通入循環(huán)水，使反應(yīng)器內(nèi)水溫保持在20℃左右。2天后向反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)水，流量為1L/h。剛開(kāi)始進(jìn)水染料濃度為2．50mg/L，COD為208．43mg/L，以后逐步增加，最后進(jìn)水染料濃度達(dá)到35．67mg/L，COD達(dá)到832．53mg/L。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)氣量的大小使兩級(jí)生物接觸氧化池的出水ＤＯ穩(wěn)定在2～4mg/L，滿足好氧和兼性微生物生長(zhǎng)對(duì)氧氣的需求。掛膜期間進(jìn)水和出水COD見(jiàn)表2。

表2　生化裝置進(jìn)出水COD值及去除率

Ｔａｂ．2　COD　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｌｕｅｎｔｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

由表2可見(jiàn)，運(yùn)行初期，反應(yīng)器對(duì)COD的去除效果較差，隨著時(shí)間的推進(jìn)，反應(yīng)器對(duì)COD的去除率逐漸增加，最終達(dá)到61．70％，其中水解池對(duì)COD的去除量占總?cè)コ�量�?3．60％，一級(jí)接觸氧化池對(duì)COD的去除量占總?cè)コ�量�?2．11％，二級(jí)接觸氧化池對(duì)COD的去除量占總?cè)コ�量�?％。水解酸化池能夠提高廢水的可生化性，促進(jìn)后續(xù)接觸氧化池的處理效果。

由于染料廢水色度大，偶氮胭脂紅Ｇ又具有一定的毒性，所以染料濃度逐步增加。掛膜期間進(jìn)出水染料濃度、色度見(jiàn)表3、表4。

表3　生化裝置進(jìn)出水染料濃度及去除率

Ｔａｂ．3　Ｄｙｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｔａｎｄ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

表4　生化裝置進(jìn)出水色度及色度去除率

Ｔａｂ．4　Ｃｈｒｏｍａ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｔ　ａｎｄｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

由表3、表4可見(jiàn)，反應(yīng)器對(duì)染料的去除效果較好，染料的去除率在初期就達(dá)到了70．80％，最終達(dá)到88．28％；色度的去除率在初期就達(dá)到了92．31％，最終達(dá)到93．95％，去除率較高，其中水解池對(duì)色度的去除量占總?cè)コ�量�?5．91％，一級(jí)接觸氧化池對(duì)色度的去除量占總?cè)コ�量�?0．75％，二級(jí)接觸氧化池對(duì)色度的去除量占總?cè)コ�量�?．29％。

4　Fenton氧化法處理水解酸化-生物接觸氧化法試驗(yàn)裝置出水

由于印染廢水色度大，有機(jī)物濃度高，單純生化處理出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行后續(xù)處理，本試驗(yàn)采用Fenton氧化法處理生化裝置出水。

采用燒杯試驗(yàn)，每次反應(yīng)廢水體積為250ｍＬ，30％ H2O2按1∶100比例稀釋?zhuān)�硫酸亞鐵溶液濃度為0．01mol/L。利用正交試驗(yàn)確定最佳操作條件，影響因素為H2O2投加量、FeSO4投加量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)初始ｐＨ值。由于Fenton氧化法脫色效果很好，處理水色度均在40倍以下，滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，因此正交試驗(yàn)以COD去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　Fenton氧化法處理生化裝置出水正交試驗(yàn)結(jié)果

Ｔａｂ．5　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　Fenton　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｔｈｅ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

由表5中極差大小可見(jiàn)，影響廢水處理效果的因素主次順序?yàn)椋篎eSO4投加量——H2O2投加量——反應(yīng)時(shí)間——ｐＨ值。Fenton氧化法處理生化裝置出水最佳操作條件為：處理250ｍＬ廢水，0．01mol/LFeSO4溶液投加量40 ｍＬ，30％H2O2按1∶100比例稀釋后投加量35ｍＬ，反應(yīng)時(shí)間15ｍｉｎ，反應(yīng)初始ｐＨ值＝3．5。處理水COD小于60mg/L，色度小于30倍，不但滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且滿足要求更高的江蘇省和山東省紡織染整工業(yè)水污染物排放地方標(biāo)準(zhǔn)。具體參見(jiàn)http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5　結(jié)語(yǔ)

水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化工藝處理偶氮胭脂紅Ｇ廢水是可行的。當(dāng)進(jìn)水COD為832．53mg/L、色度為1042倍時(shí)，出水COD小于60mg/L，色度小于30倍，不但滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且滿足要求更高的江蘇省和山東省紡織染整工業(yè)水污染物排放地方標(biāo)準(zhǔn)。