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      高濃度難降解有機(jī)廢水生物強(qiáng)化處理技術(shù)研究進(jìn)展

      2014-08-15 00:49:46王昌勇
      環(huán)境與生活 2014年20期
      關(guān)鍵詞:活性污泥脫色高濃度

      文/王昌勇

      引言

      隨著國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,工業(yè)廢水的處理問(wèn)題日益突出,各行各業(yè)產(chǎn)生的廢水種類越來(lái)越繁雜,特別是一些難生物降解的高濃度廢水,給水處理行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。本文分析了較為常見(jiàn)的印染廢水和造紙廢水特性,并對(duì)其近年來(lái)生物強(qiáng)化處理技術(shù)的研究進(jìn)展做了介紹。

      印染廢水的生物強(qiáng)化處理

      印染廢水主要是加工棉、麻、化學(xué)纖維制品及其紡織產(chǎn)品的印染廠排出的廢水。紡織印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、pH高、水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn),廢水中含有大量染料、漿料、油劑、助劑、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽類等,屬高濃度難降解的有機(jī)工業(yè)廢水之一。

      目前,國(guó)內(nèi)外印染廢水處理技術(shù)發(fā)展較快,主要有物化法、生化法、化學(xué)法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法,技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最廣泛、價(jià)格較為低廉的方法仍然是生物處理法。生物處理法主要有活性污泥法和生物膜法,其中活性污泥法既能降解大量的有機(jī)污染物質(zhì),又能去除部分色素,還可以調(diào)節(jié)pH值,運(yùn)行管理費(fèi)用低,被廣泛采用。但活性污泥法具有對(duì)COD降解不完全、去除色度有限、運(yùn)行易受環(huán)境影響、易發(fā)生污泥膨脹等不足,近年來(lái),生物強(qiáng)化技術(shù)的研究在一定程度上彌補(bǔ)了這些缺陷。

      徐文東等研究處理毛紡廠染料廢水時(shí),從馴化后的活性污泥中分離到1株嗜熱鞘氨醇桿菌(sphingobacterium thalpopilum),該菌株對(duì)派拉丁藍(lán)(RRN)的脫色率較高,5d內(nèi)可以達(dá)到34%,比馴化污泥的脫色率有很大提高。曾麗璇等研究了利用優(yōu)勢(shì)菌屬處理印染廢水脫色機(jī)理,在水解池內(nèi)投入具有較好脫色效果的分屬于假單胞菌屬、氣單胞菌屬、紅螺菌屬的特定菌群,實(shí)驗(yàn)顯示系統(tǒng)脫色率穩(wěn)定在90%以上。

      魏民樂(lè)等從印染廢水生物處理系統(tǒng)分離出了幾種純菌并用于處理印染廢水,取得了較好的效果,在厭氧條件下對(duì)16種偶氮染料、蒽醌染料脫色處理時(shí)脫色率可達(dá)80%以上;對(duì)實(shí)際生產(chǎn)廢水脫色率也在80%以上。

      造紙廢水的生物強(qiáng)化處理研究

      造紙企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)稻草、麥秸、木材、蘆葦?shù)冗M(jìn)行高溫蒸煮分理出纖維素,排出大量深褐色乃至黑色的廢水,俗稱“黑液”,黑液中含有大量木質(zhì)素、纖維素以及揮發(fā)性有機(jī)酸等,臭味強(qiáng),污染性非常大。近年來(lái)在造紙廢水生物強(qiáng)化處理方面的研究進(jìn)展頗大,大致有以下幾種方向。

      直接投加純種菌屬處理制漿造紙廢水

      生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用最為普遍的方式是直接向生物處理系統(tǒng)中投加對(duì)目標(biāo)污染物具有特效降解能力的純種菌屬。Leontievsky A A等培養(yǎng)了14d的白腐真菌,結(jié)果顯示能夠降解43.9%的木質(zhì)素。張甲耀等從黑液和含木質(zhì)素的堿性土壤中篩選出一株能優(yōu)先降解木質(zhì)素的嗜堿木質(zhì)素降解菌,在堿性液體培養(yǎng)條件下(pH=10.5)以及復(fù)合碳源共代謝最佳綜合條件下培養(yǎng)10d,木質(zhì)素的降解率達(dá)到49.84%。

      投加混和優(yōu)勢(shì)菌處理制漿造紙廢水

      造紙廢水具有生物毒性的主要原因是其中含有的樹(shù)脂酸。Zhongtang通過(guò)投加樹(shù)脂酸降解菌生物強(qiáng)化處理造紙廠廢水中的樹(shù)脂酸,去除效率明顯提高,這些微生物對(duì)樹(shù)脂酸有較好的去除率,但不能去除TOC。溫桂照等從SBR系統(tǒng)活性污泥中選育得到優(yōu)勢(shì)菌屬,經(jīng)基因組合選取假單胞菌和諾卡式菌的組合菌,二者具有高效降解芳香族化合物的能力,將它們應(yīng)用于降解造紙漂白廢水的氯代芳香族化合物試驗(yàn)。結(jié)果表明,在96h內(nèi),廢水中檢出的36種芳香族化合物絕大部分得到了有效降解,且混合菌的降解能力要優(yōu)于白腐菌。

      另外,于鵬、宋健等研究了以高校菌活性炭裝置對(duì)某造紙集團(tuán)污水廠出水進(jìn)行深度處理的中試試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在平均進(jìn)水CODcr149.99mg/L、色度34.30倍時(shí),CODcr、色度去除率均達(dá)到50%以上。經(jīng)170d運(yùn)行,證明生物活性炭工藝在造紙廢水深度處理中能達(dá)到較好的處理效果。

      生物強(qiáng)化技術(shù)仍然存在的問(wèn)題

      生物強(qiáng)化技術(shù)在處理高濃度難降解工業(yè)廢水時(shí)已十分廣泛,在生物處理中顯示出了巨大的優(yōu)越性,主要體現(xiàn)在:提高對(duì)目標(biāo)污染物的去除效率,提高出水水質(zhì);增強(qiáng)污泥活性,改善污泥性能,實(shí)現(xiàn)污泥減量;提高了系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊的能力;與其他物化處理技術(shù)相結(jié)合,提高運(yùn)行效率。

      當(dāng)然,生物強(qiáng)化處理技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用仍存在一定的問(wèn)題,這些問(wèn)題的原因主要如下:生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中低濃度污染物質(zhì)處理效果有限。投加的菌屬受系統(tǒng)環(huán)境因子及其它微生物的競(jìng)爭(zhēng)影響,難以成長(zhǎng)為優(yōu)勢(shì)均屬。投加菌屬優(yōu)先利用其他易于利用的底物,對(duì)目標(biāo)降解物作用緩慢。菌體流失或投入菌屬數(shù)量不足,無(wú)法達(dá)到優(yōu)勢(shì)地位。

      結(jié)語(yǔ)

      目前,生物強(qiáng)化技術(shù)在高濃度廢水處理中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,普遍應(yīng)用于各行各業(yè)的有機(jī)廢水處理,一些技術(shù)已經(jīng)取得了專利并在實(shí)踐中得到很好的應(yīng)用效果。高濃度廢水由于其污染物成分的復(fù)雜性和多變性,生物強(qiáng)化處理技術(shù)多與一些物理化學(xué)方法聯(lián)用,比如混凝技術(shù)、投加某種化學(xué)藥劑等,在處理特定的有機(jī)廢水中可以取得更好的效果。

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