(國家環境保護水汙染控制工程技術；浙江杭州中心310007)
摘要:為解決印染廢水生化處理效果差的問題，開發了復合水解酸化/懸浮生物濾池印染廢水生化處理工藝，並在此基礎上添加專用脫色菌進行生物強化脫色處理。結果表明，在穩定運行條件下，色度去除率提高了10% ~20%，色度總去除率達到80%以上，COD去除率達到90%左右。可見，利用生物強化技術提高生化處理的脫色能力是可行的。關鍵詞:印染廢水；復合水解酸化；懸浮生物濾池；使脫色?將…漂白
中國圖書館分類號:X703文獻識別碼:C文號:1000-4602(2010)23-0091-03
印染廢水成分復雜，可生化性差，難以用傳統的生物方法處理。因此，開發新的工藝和技術來提高生物降解效率是印染廢水處理的研究重點[1~4]。生物處理的效果取決於有效微生物的活性和數量。生物強化技術通過在生物處理系統中引入具有特定功能的微生物，增加有效微生物的濃度，增強對難降解汙染物的降解能力，提高降解速率[5]。
復合厭氧反應器(AHR)是在第二代反應器的基礎上發展起來的第三代水解厭氧反應器。AHR反應器下部為高濃度顆粒汙泥，上部為由填料和附著生物膜組成的濾料層。兩者結合大大提高了反應器的有效容積，減少汙泥流失，提高處理效率[6]。懸浮生物濾池采用懸浮生物填料，對微生物具有良好的吸附和網捕效果，能有效減少微生物的流失，具有廣闊的應用前景[7]。本文選擇復合水解酸化/懸浮生物濾池作為生化處理工藝，並在此基礎上添加特殊脫色菌。同時采用了脈沖布水技術，在布水過程中加強了廢水與微生物的接觸，提高了傳質效率，且不增加額外的運行費用。將該工藝應用於實際印染廢水處理中試，取得了良好的處理效果。
1材料和方法
1.1廢水水質和細菌
廢水來自紹興某棉印染企業的調節池。該廢水成分復雜，汙染物濃度高，可生化性差。廢水中含有活性染料、還原染料、直接染料等染料和添加劑，pH值為12~14，水溫約為40℃。為保證進水水質的穩定，采用延時繼電器控制提升泵每1 h收集壹次水，其綜合水質如下:COD為1 000~2 800 mg/L，BOD5為300~500 mg/L，SS為150~200 mg/L，色度為300~1 000倍。接種汙泥取自紹興汙水處理廠汙泥濃縮池。特定菌株是從印染廢水和工業廢水處理廠活性汙泥中篩選分離的高效脫色菌株，對印染廢水具有良好的脫色效果[7]。
1.2測試裝置和方法
中試裝置采用復合水解(A)/懸浮生物濾池(O)串聯工藝(見圖1)，通過延時繼電器控制提升泵將廢水從調節池泵入儲水池。不同時間段的廢水在儲槽中均勻分布，調節pH值至≤ 10後泵入脈沖布水器。後者蓄水3~5 min後，瞬間將水分配到水解酸化池底部，與厭氧菌和兼性菌充分接觸，將不溶性顆粒分解為可溶性物質，大分子物質分解為小分子物質，從而提高廢水的可生化性，為後續好氧處理奠定基礎，同時破壞染料的發色基團，去除廢水色度。A階段出水溢流至O階段，填料在此與含氧廢水充分接觸，利用生物膜上微生物的代謝作用去除廢水中的有機物。
復合水解酸化池總有效容積為2 m3，填充區容積為1m3，填充體積為1 cm×1 cm×1 cm的立方體懸浮生物填料。懸浮生物濾池的有效容積為1.m3，填料尺寸為2 cm×2 cm×2 cm。
1.3取樣和分析方法
定期取組合工藝進水、A池出水和O池出水，分析COD、色度和pH值的變化，COD:重鉻酸鉀法；BOD5:微生物膜法；pH:便攜式PH計；色度:稀釋倍數法。
2結果和討論
2.1生物強化對COD和色度去除的影響
考察了生物強化脫色前後系統對COD和色度的去除效果(見圖2)。穩定運行階段，A階段停留時間為14 h，O階段停留時間為10.5 h，中試分為兩個階段:第壹階段不投加脫色菌(18~34d)，第二階段為脫色菌強化處理期(35~52 d)，其中前5天為成膜階段。
從圖2可以看出，中試期間，進水COD濃度波動較大。生物強化前好氧出水COD濃度基本穩定在65438±0.50mg/L左右，強化後出水COD濃度穩定在65438±0.00mg/L左右，略低於強化前。進水色度為300 ~ 1，000倍，好氧出水色度經強化脫色後由110~180倍逐漸降低至100倍以下。
加入脫色菌後，COD去除率變化不明顯，色度去除率從70%左右提高到80%以上，最高可達90%。可見脫色菌能有效提高生化系統對色度的去除率，但對COD的去除沒有明顯的促進作用。
2.2生物強化脫色的機理分析
圖3是A、O階段生物強化脫色前後系統COD和色度去除率的變化曲線。
從圖3可以看出，A級不投加脫色菌時，COD和色度的去除率曲線基本重合，但投加脫色菌後，脫色率提高，COD和色度的去除率曲線分離。這是因為不投加脫色菌時，A級COD的去除主要是通過去除不溶性SS來實現的[6，8]，SS的濃度與表觀色度成正比，因此COD和色度的去除率基本重合；加入脫色菌後，由於脫色菌不能利用染料分子作為直接碳源，只能破壞其發色基團，將其還原為苯胺類化合物，然後通過好氧過程礦化這些物質，使脫色率曲線與COD去除率曲線分離，降低了脫色率對ss去除率的依賴。
從圖3中也可以看出，生物強化脫色前後O階段的脫色率沒有明顯變化，但COD的去除率略有上升，這與脫色菌將染料分解為苯胺類化合物，然後通過好氧過程降解的推測相壹致。同時也反映出廢水中殘留染料占總COD濃度的比例較低，這也符合印染廢水的特點。
3結論
①采用復合水解酸化/懸浮生物濾池作為生化處理工藝，並在此基礎上添加專門的微生物菌種。同時，采用了脈沖配水技術。當A階段的保留時間為14小時，O階段的保留時間為10小時。5 h，色度和COD的去除率分別達到80%和90%以上。
②生物強化脫色後，系統的脫色率提高了10%~20%，脫色菌不能利用染料作為直接碳源，只能將其還原分解為苯胺類化合物，再通過好氧過程礦化，因此COD的去除率沒有明顯提高。
③采用生物強化脫色技術可有效提高生化處理的脫色率，有效降低深度處理的成本，為廢水的資源化利用奠定基礎。
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