厌氧条件下染料的生物降解性能与染料废水处理的研究

。_·20C·化厅、。／保生199曲第l4卷厌氧条件下染料的生物降解性能与染料废水处理的研究安虎仁钱易。顾夏声杨艳茹中日友好环境保护中心(北赢市1o002g)清华大学环境工程系f／，(北京市1D0∞4)／，／首先用间歇法对21种水溶性染料作了厌氧条件下生物降解性能试验，发现大部分染料在不同程度上是可魇氧降解的，只有两种氧杂蒽结构的染料例外。然后对5种阳离子染料和5种其它粪型的染料作了连续试验，证实了间歇试验的结果。此外，对一种染料废水作了厌氧一好氧处理试验，得到了较蒲意的结果。1前言许多行业诸如纺织，印染、造纸和食品都要使用染料。随着染料生产的发展，也带来严重的污染问题，最突出的是染料废水的污染，除了色度深和COD浓度高外，有些染料属于难降解的物质，有的还具有生物毒性。目前使用的染料多为合成化台物，而微生物对非生物起源的有机物的降解需要很长的适应驯化时间。早在70年代初，^们就开始对染料废水处理进行研究，开发了絮凝、吸附、化学氧化、辐照、湿式空气氧化、生物法等处理技术，“，其中生物法是一种经济而有效的处理方法。传统生物法对某些难降解的染料不能进行有效处理，因此，有必要对各类染料的生物降解性能进行综合评价，这对指导染料废水生物处理具有重要意义。本文对21种染料进行丁间歇与连续条件的厌氧试验，并作了厌氧降解性能的评价。还对一种染料废水进行了厌氧一好氧处理的研究。2试验方法首先对21种染料进行了间歇试验，然后在连续条件下对其中5种有代表性的染料和5种阳离子染料进行了试验。厌氧一好氧系统被1993年l1月2g日收稿甲醇，废水中COD从31万mg／L降到8000mg／L左右，COD去除率达07，三乙酯和甲醇回收率分别为05和86。(2)抗蚜威合成废水经萃取回收甲基嘧啶醇后，COD去除率为7o％，甲基嘧嚏醇回收率为65。(3)两股废水经回收有用物质后，BOD。／'COD提高到0．4。采用生物接触氧化法进行处理，当进水COD735mg／L、COD负荷2．09kgCODlmd时，出水COD／|~于150mg／L，COD去除率选84．5，出水BOD小于10mg／L，各项指标均达到国家规定的排放标准。，环小工维普资讯http://www.cqvip.com第4期化工环保用来处理一种染料废水。厌氧污泥取自某污水处理厂，vss／ss为o．46，间歇试验时，污泥浓度为8—9g／L，连续条件下为20g／L。基质为一定浓度的染料加上碳源氨源和磷源等营养物(COD：N：P=200：5：1)。试验在35。C下进行。采用紫外一可见光(UV—VIs)分光光度计测定染料的降解情况。表l为一种基质的组成。表1基质组成染料类型染料名称HRT3dHRT8hHRT3d降解情况抑翩性染料降解率()染料降解率()COD去除率()注(1)·表示在苗对熙瓶中染料也脱色；(2)一表示哑附影响大，无法判定；(8)染料降解率>70，昌降解；柏一70％可降解I20一蚰，降解性差；<20难降解；(4)HRT为水力牛留时间维普资讯http://www.cqvip.com202·化工环保1994年第¨卷试验所用染料多为非偶氨或有杂环结构的偶氮染料。3结果与讨论3．1间歇试验问歇试验结果如表2所示。从表2可以看出，大部分染料在厌氧条件下可降解的程度是不同的。直接染料较易降解，其次为活性染料，相比之下酸性染料较难降解，这可能是因为其表面电性与厌氧污泥相同uV—VIS光谱表明经厌氧生物处理后多数染料的紫外吸收峰发生了漂移，说明化合物的共轭结构遭到破坏。在被试验染料中，只有酸性玫瑰红B和酸性媒介桃红3BM不可降解，后者还有生物毒性。这两种染料具有类似的结构，均为氧杂蒽型。阳离子染料极易吸附于厌氧污泥，在灭了菌的空白对照试验中也同样会脱色，故间歇试验难对其生物降解性能作出一斛鼬}评价，在后面的连续试验中将详细讨论。阳离子染料的这种吸附性归因于其表面电性与厌氧污泥相异，易相互吸引。水力停留时间3d和8h的降解试验结果差别不大，说明反应是在厌氧过程的初始阶段，即水解段进行的，起降解作用的应当是水解性细菌。另外，对有抑制作用的酸性媒介桃红3BM在几种浓度下作了试验，发现在浓度大干7．5mg／L时，抑制产气，大干40mg／L时，COD去除率也大大下降。5．2连续试验试验在2L的厌氧反应器中进行，对每种染料在HRT约12h、染料浓度约40mg／L、有机负荷2．0—2．4kg／md条件下运行至少30d，COD去除率及染料降解率稳定在20d上。图1中前5种染料的连续试验结果证实了间歇试验所得到的结果(与表2结果比较)。酸性玫瑰红B和酸性媒介桃红3BM两种染料在图1稳定后各染料的降解率维普资讯http://www.cqvip.com第4期化工环保203·连续试验中仍不降解。其他染料韵连续试验降解率略高于间歇试验，这归因于