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)樗墓饨到猱a(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]。
過去國內(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，單個反應(yīng)器體積為6Ｌ，3個反應(yīng)器總體積18Ｌ。接觸氧化池底部設(shè)微孔曝氣盤。
本試驗(yàn)采用青島思普潤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)用水及分析測試方法
2．1 原水水質(zhì)概況
染料種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全世界使用的合成染料達(dá)3萬多種，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
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圖2 試驗(yàn)采用的填料
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圖3 偶氮胭脂紅Ｇ的結(jié)構(gòu)式
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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。模擬廢水成分見表1。
表1 模擬印染廢水成分
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2．2 分析測試方法
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：采用溶氧儀測定。
3 水解酸化-生物接觸氧化法處理試驗(yàn)過程與結(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，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。在整個試驗(yàn)過程中通過調(diào)節(jié)氣量的大小使兩級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對氧氣的需求。掛膜期間進(jìn)水和出水COD見表2。
表2 生化裝置進(jìn)出水COD值及去除率
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由表2可見，運(yùn)行初期，反應(yīng)器對COD的去除效果較差，隨著時間的推進(jìn)，反應(yīng)器對COD的去除率逐漸增加，最終達(dá)到61．70％，其中水解池對COD的去除量占總?cè)コ康?3．60％，一級接觸氧化池對COD的去除量占總?cè)コ康?2．11％，二級接觸氧化池對COD的去除量占總?cè)コ康?％。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、色度見表3、表4。
表3 生化裝置進(jìn)出水染料濃度及去除率
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表4 生化裝置進(jìn)出水色度及色度去除率
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由表3、表4可見，反應(yīng)器對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，其中水解池對色度的去除量占總?cè)コ康?5．91％，一級接觸氧化池對色度的去除量占總?cè)コ康?0．75％，二級接觸氧化池對色度的去除量占總?cè)コ康?．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，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)水污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，因此正交試驗(yàn)以COD去除率為評價(jià)指標(biāo)。正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 Fenton氧化法處理生化裝置出水正交試驗(yàn)結(jié)果
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由表5中極差大小可見，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)水污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級標(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http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)語
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，出水COD小于60mg/L，色度小于30倍，不但滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-92）中的一級標(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)。
