含有纺织染料废水的生物处理_I.M.C.Goncalves

含有纺织染料废水的生物处理I.M.C.Goncalves等著刘丽雅译李卓校作者使用实验室向上流动的厌氧污泥覆盖层反应器对废水中纺织染料颜色的去除进行评估。选择几种工业用染料研究染料结构对颜色去除的影响。葡萄糖、易于生物降解的有机物质和被选中的单种染料进料于厌氧性反应器中。结果表明一些染料即使浓度为700mg/l在厌氧条件下也易于被还原。使用这种方法,酸性染料的平均去除效率介于80%～90%之间,直接染料为81%。用厌氧性反应器对分散染料如基于蒽醌的染料作实验室试验,即使在35mg/l低浓度下也未获得成功。用其他的试验来评估所选的分散染料对厌氧环境的毒性。结果显示纯染料对生物体的毒性比工业用染料的大。1引言最近几年对工业废水污染控制越来越严格,不断研究出从工业废水中去除颜色的新方法。全世界,关于工业废水的法规正在更新并强制执行,对更有效的废水处理系统的需求也在增长。因为纺织工业废水中含有几种污染物,如分散剂、匀染剂、盐、染色载体、酸、碱和各种染料,所以新法规对其将有所影响。例如羊毛染色和整理排出的废水或聚酯纤维制造业排出的废水可能含有不同浓度的各种成分,如COD(化学需氧量):50mg/l～5000mg/l;BOD(生物需氧量):200mg/l～300mg/l;悬浮固体:50mg/l～500mg/l;有机氮含量:18mg/l～39mg/l;磷总含量:0.3mg/l～15mg/l;铬总含量:0.2mg/l～0.5mg/l。此外,由于溶解和不溶解的染料的存在,使得从这些生产工序排出的废水带有颜色。在这些废水中染料的浓度一般为10mg/l～50mg/l。就每天有3t的生产量而论,这个问题会非常严重。颜料在水中的浓度高于1mg/l时往往容易看出来,据报道由纺织生产加工排出的废水中颜料的浓度超过了300mg/l。纺织业废水中残留的颜色取决于所使用的染色工序,尤其是以下因素如色调的标准、应用的方法和浴比。据报道在排放废水中染料的损失量大约是:酸性染料为5%～20%,分散染料为10%,直接染料为5%～30%。偶氮染料是所有合成染料中最大的一族,占所有用于纺织工业的有机染料的70%。染料对于环境来说通常是无毒的。然而水流的深色会降低透光性从而影响植物的生长和野生物的其他生存形式。此外颜色可影响到环境美的问题。已研究出了几种方法来评价从工业废水中去除颜色的效果,例如碳吸附、化学沉淀、絮凝、过氧化氢氧化(芬顿反应)、UV技术、臭氧化作用和离子萃取,但是发现每一种方法都存在局限性。膜技术也已经应用于回收染料和水。和膜技术相关的问题之一是过程中产生的浓缩水流的处理。这些问题可以通过浓缩或前处理来解决。例如,一些情况下厌氧处理可用来去除主要的有机物质。随着价格越来越便宜,膜将更频繁地应用于工业废水的再利用和再循环过程中。生物处理也可作为去除颜色的方法,但是因为多数染料用于遮挡光线和阻止氧化降解,故本质上它们对传统的有氧生物处理的影响较小。用有氧工序去除水溶性染料是一个特殊的问题。这些染料的一部分吸附在废水污泥上。吸附的程度取决于存在的磺基数目、染料特定的结构—38—环保国外纺织技术总第202期和分子的大小。水溶性活性染料更易吸附在生物体上(厌氧性污泥)。由于不溶性染料中细小粒子的存在,如分散染料,通常很难沉淀下来,尤其是蒽醌染料对有氧生物降解有抑制作用。一些染料对厌氧生物处理的抵制作用小。例如,尽管偶氮染料在通常情况下对有氧处理起抵制作用,但它们在厌氧环境中容易降解。Brown和Laboureur在1983年发表的文献中研究评价了22种水溶性染料的厌氧生物降解能力,发现大多数是生物可降解的。和传统的有氧工序相比,厌氧处理有几个优点。厌氧处理比有氧处理更便宜,可以在一个简单并比较便宜的反应器中进行,如一个向上流动的厌氧污泥覆盖层(UASB)的反应器。此外根据文献所述,厌氧条件也可应用于更复杂的含有多元氯、硝基、偶氮基团的化合物工业废水的处理,在这种废水中,这些基团对有氧生物降解起抑制作用。在过去几年中,厌氧处理的应用得到了极大的增长,主要是因为试验室对厌氧处理作了有利的报道。缺点已经随这种技术的进步而逐渐被克服。本研究的目的是证明UASB反应器在厌氧情况下对工业用高浓度偶氮染料运行是有效的。分散染料的生物降解,如蒽醌染料也有所报道。然而,试验结果表明,这种染料可以抑制厌氧新陈代谢从而影响厌氧反应器的性能。不溶性染料的细小粒子,如分散染料的胶体溶液很难沉淀,因此应该在处理之前先去除。这些组分对厌氧生物降解可能有抑制作用。在我们实验室所作的研究是为了找到送入间歇式系统中厌氧环境下的蒽醌和其他的分散染料的毒性。分散试剂也能抑制厌氧微生物的生长。先前报道的实验室试验中,确定反应失败的原因存在困难。这也可能是由于纯染料或分散试剂的原因。由于分散试剂和分散染料在纤维上