印染廢水處理酶催化技術(shù)

印染廢水處理酶催化技術(shù)

　在印染廢水中，COD濃度高、含鹽量高與有機(jī)物生化難度大，此外間歇性排水也是一個(gè)十分突出的特征，隨著時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，水量水質(zhì)也發(fā)生較大變化。目前，印染廢水中存在多種生化降解難度較大的物質(zhì)，進(jìn)而提高廢水中有機(jī)物的復(fù)雜度及處理難度

　　1、酶催化技術(shù)概述

　　1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

　　酶是一種生物催化劑，在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中占據(jù)重要地位，是一項(xiàng)*的內(nèi)容，在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，比如化工、醫(yī)藥及環(huán)保等。在新時(shí)期中，酶制劑生產(chǎn)成為一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)，也就是通過(guò)酶催化性能的科學(xué)合理應(yīng)用，可以生產(chǎn)有用物質(zhì)，也可以分解有害廢物。當(dāng)前，酶技術(shù)在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，學(xué)術(shù)界對(duì)其關(guān)注程度不斷提高。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)將更多注意力投向酶制劑開(kāi)發(fā)，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)剛剛開(kāi)展酶應(yīng)用于環(huán)保的研究工作，尚未研究酶的商品化與工業(yè)化應(yīng)用。現(xiàn)在我國(guó)酶制劑工業(yè)的問(wèn)題較多，主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理性欠缺、投資少及核心技術(shù)缺乏等，只在淀粉加工等生產(chǎn)中應(yīng)用酶制劑。

　　1.2 機(jī)理

　　通過(guò)酶催化技術(shù)去除污染物，所應(yīng)用的是一系列結(jié)合酶與菌的技術(shù)，與普通微生物菌的區(qū)別較大。而污染物中的某些化學(xué)鏈復(fù)雜度更高，利用酶將其打開(kāi)，以較快速度對(duì)其進(jìn)行降解，使其成為小分子，高分子有機(jī)物不僅可以降解成低分子有機(jī)物，還能夠降解成無(wú)機(jī)物，COD值有所降低，由此去除污染物，在很大程度上減少污水處理成本。

　　利用生物酶對(duì)有機(jī)物進(jìn)行處理，其機(jī)理為：第一步酶發(fā)生反應(yīng)，成為游離基，在此基礎(chǔ)上所形成的游離基進(jìn)行化學(xué)聚合，進(jìn)一步形成高分子化合物沉淀。酶處理法相較于其他微生物處理方法，優(yōu)勢(shì)更為鮮明，可以快速、溫和的反應(yīng)，能夠適應(yīng)不同溫度與濃度的物質(zhì)甚至有毒物質(zhì)，廢水質(zhì)量要求較低等。

　　1.3 優(yōu)勢(shì)

　　1.3.1 良好的污水處理效果及出水水質(zhì)

　　在印染廢水處理過(guò)程中，通過(guò)酶生化催化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高化學(xué)需氧量、氨氮含量及固體懸浮物濃度的處理效率，使其分別超過(guò)85%、95%、90%。此外，還可以有效去除污水中的多種物質(zhì)，主要包括苯系物質(zhì)與有機(jī)污染物等，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些物質(zhì)向有機(jī)小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)變，建立之后的生化降解條件，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

　　1.3.2 具有較強(qiáng)適應(yīng)性

　　當(dāng)生物酶處于較為溫和的條件之下時(shí)，能夠發(fā)生高效反應(yīng)，以較快速度完成降解，提高生物酶穩(wěn)定性，在較長(zhǎng)時(shí)間中可以不間斷地發(fā)生裝柱反應(yīng)。

　　1.3.3 即使需氧量非常小，生物酶仍可發(fā)生反應(yīng)

　　當(dāng)生物酶處于常溫條件之下時(shí)，如果發(fā)生反應(yīng)只需要消耗很少能量，多級(jí)生物酶反應(yīng)器不僅可以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，還可以并聯(lián)，反應(yīng)效率有很大程度的提高，并且減少投資費(fèi)用。

　　1.3.4 生物酶反應(yīng)器只產(chǎn)生極少污泥，在生物濾池等菌反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的污泥

　　在酶發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)，會(huì)發(fā)生異化作用與同化作用，產(chǎn)出水與二氧化碳。在處理菌群時(shí)，必須以獲取營(yíng)養(yǎng)及碳源為基礎(chǔ)，只有這樣才可以完成轉(zhuǎn)化，而異化作用與同化作用減少這一過(guò)程，對(duì)于大量好氧微生物無(wú)法有效降解的有機(jī)物，逐步由厭氧微生物、好氧微生物降解成無(wú)機(jī)物。

　　2、印染廢水處理中存在的問(wèn)題

　　其一，印染廢水中存在復(fù)雜度比較高的物質(zhì)，水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生大范圍波動(dòng)，并且處理方法單一，加大污染物去除難度。

　　其二，印染廢水具有較弱可生化性，要確保廢水達(dá)標(biāo)，僅僅應(yīng)用傳統(tǒng)生物法必定無(wú)法實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，我國(guó)印染技術(shù)飛速發(fā)展，在印染廢水中出現(xiàn)眾多降解難度大的有機(jī)物，提高所用燃料的穩(wěn)定性，不僅抗氧化而且抗還原。此外，多種生物毒性強(qiáng)的有機(jī)物存在廢水中，比如助劑、金屬離子等，導(dǎo)致廢水可生化性更差。

　　其三，目前應(yīng)用的處理工藝有所限制，并且處理成本高。我國(guó)印染廢水在20世紀(jì)80年代之前具有較高可生化性，一般化學(xué)需氧量小于800㎎/L，通過(guò)傳統(tǒng)生物及物化聯(lián)合系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使出水排放達(dá)標(biāo)。印染廢水水體質(zhì)量在最近二十年中變化比較大。過(guò)濾、吸附及懸浮等都是傳統(tǒng)印染廢水處理方法，一般這些方法在轉(zhuǎn)化有機(jī)物時(shí)，可以使其從液相轉(zhuǎn)為固相，也可以轉(zhuǎn)為氣相，但是并未將污染物全部去除，且產(chǎn)生二次污染。如果應(yīng)用生物法，僅僅可以去除生化需氧量，不可有效去除毒性強(qiáng)且降解難度大的污染物。

　　3、酶催化技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用

　　在掌握現(xiàn)在印染廢水處理狀況的基礎(chǔ)上，在處理由于環(huán)境污染產(chǎn)生的廢水時(shí)，有機(jī)結(jié)合兩種處理技術(shù)，一種為生化工程技術(shù)，另一種是環(huán)境科學(xué)技術(shù)，這一系統(tǒng)方法優(yōu)勢(shì)鮮明，主要包括低成本、高速、高效等。利用該系統(tǒng)方法，合理選用高效性的酶，科學(xué)研制酶生物反應(yīng)器。進(jìn)一步研制出多種與酶相關(guān)的產(chǎn)品，包括酶制劑與酶生物反應(yīng)器，同時(shí)廣泛應(yīng)用酶催化技術(shù)。在印染廢水中，多種物質(zhì)降解難度大，比如陽(yáng)離子染料、表面活性劑等，利用有一定合適的生物酶及微生物能夠完成以上污染物的降解。針對(duì)印染廢水的處理工藝，將專(zhuān)性生物酶加入其中，發(fā)揮其催化作用，廢水可生化性可得到有效強(qiáng)化，確保出水達(dá)標(biāo)。

　　廢水中的污染物多種多樣，主要包括助劑、活性染料及漿料等。以此為特征確定進(jìn)水水質(zhì)。

　　COD在印染廢水中具有較高濃度，BOD與COD的比例基本維持在0.2，具有較弱可生化性，并且多種污染物存在于廢水中，比如助劑污染物、苯系物質(zhì)與苯胺等，導(dǎo)致廢水難以處理，如果通過(guò)傳統(tǒng)工藝處理印染廢水，將延長(zhǎng)處理時(shí)間，提高處理流程的復(fù)雜度，大大增加運(yùn)行成本，加大污染物去除難度。因此，該公司在處理印染廢水時(shí)應(yīng)用酶催化技術(shù)，能夠以較快速度完成COD降解，加強(qiáng)廢水可生化性，并且在更大程度上降解廢水中的各種污染物。

　　在應(yīng)用酶催化設(shè)施大約20天左右，從中發(fā)現(xiàn)，利用酶催化技術(shù)處理降解難度大的印染廢水，能夠以較快速度完成污染物去除操作，在酶催化進(jìn)水中，化學(xué)需氧量1000~1150mg/L，生化需氧量300mg/L，固定懸浮物濃度為130~160mg/L，在運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)后，酶催化出水中的化學(xué)需氧量為320mg/L，固體懸浮物濃度為60mg/L，化學(xué)需氧量的去除率超過(guò)了68%，在很大程度上加強(qiáng)廢水可生化性。最終處理系統(tǒng)出水中化學(xué)需氧量達(dá)到65mg/L，與排放標(biāo)準(zhǔn)相比優(yōu)化很多，而且特定生物酶發(fā)揮著不容小覷的作用，能夠降解存在于印染廢水中的多種污染物，使其成為小分子有機(jī)物，有效降解印染廢水中降解難度大的有機(jī)物，有利于之后的生化處理，為其提供良好條件，一方面大大減少投資成本，另一方面構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)有所減小。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，印染廢水不僅色度高、水量大，而且水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生大范圍波動(dòng)。目前人們對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的要求以及印染廢水排放要求都不斷提高，并且現(xiàn)在應(yīng)用的處理方法不可有效去除印染廢水中降解難度大的污染物。因此，必須將酶催化技術(shù)應(yīng)用與印染廢水處理中。對(duì)于印染廢水中濃度較高的化學(xué)需氧量與生化需氧量，該技術(shù)可以高效快速去除，在更大程度上強(qiáng)化廢水可生化性，盡量減少處理時(shí)間，降低投資成本。