印染废水处理技术在皮革染色废水处理中的应用

　　湿式氧化是在高温(125~350℃)、高压(0·5~ 20·67MPa)下用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中 溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之 生成CO2和H2O的处理方法。一直以来,反应条件 比较苛刻,设备要求高,限制了该技术的应用,但是 近年来,以液态H2O2作为氧化剂及催化剂的引入, 使该法得以在常温常压下进行,有效地扩大了应用 范围。吴志敏等[14]以液态H2O2为氧化剂, Cu2+为 催化剂处理含酸性红B染料的废水,结果表明该法 能在220℃、8 min、0·1MPa时,COD和色度去除率 分别达到82·5%和99·7%。

　　2·1·3·4　超临界水氧化

　　超临界水氧化(SCWO)利用水在超临界状态下 (温度374·3℃,临界压力22·05Mpa)的特性,使有 机污染物和空气、O2等氧化剂在超临界水中发生均 相氧化反应,从而将其去除。颜婉茹等[15]探讨了超 临界水氧化处理废水中活性染料,结果表明,超临 界水氧化能有效去除水中的TOC,在380℃、25 MPa、停留时间3·2 min、pH为7时, COD去除率可 达到98·06%。SCWO具有去除污染物彻底、出水 直接回用及以固体形式回收无机盐等优点,但设备 腐蚀和管路堵塞阻碍它的发展。

　　由上述分析可知,在皮革染色废水治理领域得 到应用的方法或多或少都存在一些问题:混凝法的 混凝剂种类单一;次氯酸钠氧化法处理不彻底;电 絮凝法材料、能源损耗严重,而印染行业针对这些 问题都尝试加以解决,并且取得效果。众多方法 中,结合皮革染色废水自身特点,笔者认为高级氧 化技术可无选择性的彻底处理废水,不造成二次污 染,不为后续处理造成负担,是可以采纳的方法。 作为目前已被应用的方法中最适合的方法,电解法 走向实用化的关键是高性能电极材料制备筛选及 电解装置结构的改善。此外,作为一种清洁生产工 艺,膜分离技术具有巨大的环境和经济效益,但目 前各种膜的性能尚不稳定,膜孔易堵塞,膜系统成 本高,使用寿命短,因此如何选取合适的膜、提高膜 的性能、控制膜污染并降低成本是此法广泛推行的 关键。

　　2·2　生物化学法

　　目前,生物法处理皮革综合废水的实例不 少[16],但用生物法单独处理皮革染色废水的实例则 很少。与此相反,对于印染废水的处理生物法却占 据主要地位,尤其是厌氧-好氧联用法。该工艺的提 出主要是针对印染废水中可生化性很差的高分子 物质,期望它们在厌氧段发生水解酸化,变成小分 子,从而改善废水可生化性,为好氧处理创造条件, 而好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段,厌 氧段有较长的SRT,有利于污泥厌氧消化,从而降低 整个系统的剩余活性污泥量。此外,还有大量针对 为生物强化技术和微生物活性增加技术的研究。

　　2·2·1　选种技术

　　生物强化技术是指为提高废水处理系统的处 理能力,而向系统中投加从自然界中筛选的优势菌 种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某 一种或某一类有害物质的方法,包括直接投加特效 降解微生物、生物强化制剂和固定化生物强化技 术,其中直接投加特效降解微生物是生物强化技术 应用最普遍的方式。何芳等[17]筛选出8株高效脱 色菌株,比较高效混合菌与活性污泥等量混合接种 及单纯活性污泥接种的固定化系统处理印染废水 的效果。结果表明,前者生物膜形成快,对pH值和 温度适应范围宽,且菌种活性高。

　　生物强化制剂是将从自然界中筛选出来的、有特定降解功能的细菌 制成菌液制剂或将其附着在麦麸上制成干粉制剂, 用于处理废水。固定化技术是通过物理或化学的 手段,将游离的酶及微生物固定在限定的空间区域 使其保持活性,并可反复利用的一项技术,其对染 料脱色有促进作用。赵林果等[18]采用自制复合型 载体丙烯酸酯类聚合物固定的漆酶对染料酸性紫 染料进行脱色。结果表明,适宜条件下,反应4h,脱 色率达到98·5%,重复使用八批次后,脱色率仍能 保持90%以上。

　　2·2·2　活性增加技术

　　微生物的新陈代谢需要一定比例的营养物质 和其他微量元素,通过调节营养物质配比及微量元 素的投加量等方式可提高生物法处理废水的效果。 孙天华[19]发现在曝气池加入Fe(OH)3,可以逐步驯 化形成具有特殊的生物铁污泥,这种结构紧密的团 粒状活性污泥的比重远大于普通活性污泥,具有良 好的沉降性能,因而曝气池可以维持很高的活性污 泥浓度,从而提高单位池容的处理能力,这种泥对 COD的去除率比普通活性污泥高18%。

　　皮革染色废水处理之所以不用生物法是因为 它的可生化性是所有制革工段废水中最差的,对其 进行预处理的直接目的是提高可生化性,从而减轻 后续处理的压力,并不需要它达标排放,而以往的 生物法往往占地面积大、运行费用高,因此企业都 不愿意为单段水的预处理做出过大的投资,其实厌 氧生物法同样可以达到降解污染物,提高染色废水 可生化性的目的。其实与物化法相比,厌氧法具有 运行成本低、节约能源和污泥易处置等优点,而且 染色废水是与油脂废水一起处理,油脂较易被生物 降解,可作为微生物生长所需的碳源和能源,进而 增强处理效果并降低运行成本。只是以往的厌氧 反应器代谢速度慢、停留时间长、容器体积大、影响 因素多且造价高,因此,厌氧法处理皮革染色废水 的方向是研发出结构紧凑、处理速度快且可稳定运 行的新型高效厌氧反应器。如果再将该反应器与 生物强化技术和微生物活性增加技术相结合,相信 皮革染色废水的治理将可得到彻底解决。

　　3　结论

　　目前,皮革染色废水处理还是以物化法为主, 但都不理想。虽印染废水治理方法中有些方法适合皮革染色废水,但与生物法相比物化法均运行费 用较高,因此,从企业的角度出发,研究开发出结构 紧凑、处理速度快且可稳定运行的新型高效厌氧反应器,是最经济有效的皮革染色废水处理方法。