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厌氧生物技术在印染废水处理中的应用

来源:印染在线 发布时间:2010年09月09日

刘荣荣,卫 军,周建东,陈季华

0 前言印染废水组分复杂(主要含有残留染料、助剂、酸碱调节剂以及某些重金属离子),且色度高、有毒物质多,化学需氧量(COD)较高,而生化需氧量(BOD5)较小,可生化性差,是当前国内外公认的较难处理的工业废水之一。印染废水常用的处理方法有物理化学法、化学法和生物法。以上方法虽然有效,但耗资大、运行费用高,并受适用条件限制。目前,国内外以生物处理,尤其是好氧生物处理为主,且以接触氧化和表面加速曝气法占绝大多数。好氧生物处理印染废水,BOD去除效果明显,一般可达80%左右,但COD和色度去除率不高。另外,近年来随着化纤织物和印染后整理技术的发展,印染废水含有大量PVA浆料和新型助剂等降解物,使印染废水COD达到2 000~3 000 mg/L,而且BOD/COD由原来的0.4~0.5下降到0.2以下,处理难度增加。原有生物处理系统COD去除率由70%降至30%左右,甚至更低。针对上述情况,高效、低能、省投资是印染废水处理技术的发展方向。高浓度活性污泥法、间歇活性污泥法(SBR)、生物与物化串联等方法,克服了传统工艺部分缺点,提高了COD和色度去除率,但仍存在去除效率不高、效果不稳定、污泥处理难的问题。而厌氧生物处理技术因低耗、高负荷、运行费用低和产生污泥少等优点,越来越受到人们的重视。

1 印染废水厌氧降解菌20世纪30年代,人们发现乳酸杆菌能脱去着色乳制品的颜色,之后,关于细菌脱色作用的研究报道陆续出现。Yatona等,用假单胞菌、节杆菌和芽孢杆菌等微生物进行染料脱色降解试验。我国亦广泛开展了染料脱色菌研究。研究表明,微生物具有极高的降解有机染料能力。目前,分离得到的脱色微生物主要有真菌(酵母菌、曲霉、青霉)、藻类(小球藻、颤藻)和细菌(假单胞菌、芽孢杆菌、肠道菌、产碱杆菌、转化杆菌等),其脱色能力及最佳脱色条件各不相同。这三类微生物中,细菌在代谢

多样性、生长速率及脱色能力等方面具有优势,最有希望在废水处理中得到广泛应用。目前已报道的脱色菌脱色效率高低不一,对不同染料的脱色能力也有较大差异,其脱色机理及在实际生产中的应用报道并不多。乐毅全等,研究了新分离得到的腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)的广谱高效脱色性能和脱色影响因子,并对其脱色机理进行了初步探讨。徐文东等,从毛纺厂驯化后染料废水的活性污泥中,分离得到一株降解高效菌,经鉴定为嗜热鞘氨醇杆菌。Suzuki等,从纺织厂污水处理装置附近的土壤中,得到一株能够还原偶氮染料的芽孢杆菌OYl—2。Hu等,从污水处理装置的污泥中,获得了能将偶氮染料脱色的微黄假单胞菌。Rafii等,从人类粪便中得到具有偶氮还原酶活性的痢疾志贺氏菌和产气荚膜梭菌。Dykes等,报道了从变绿的再生速溶巧克力布丁中,分离出具有偶氮还原酶活性的假单胞菌AZRl和克雷伯氏菌AZR2。Kudlich等认为,鞘氨醇单胞菌BN6不需要染料或还原性黄素的跨膜运输,在胞外可降解偶氮染料。这一体系中的醌作为氧化还原介体(RM),被细胞膜上的还原酶还原为氢醌,尔后在培养液中对偶氮染料进行纯粹的化学还原降解(图1)。

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