印染廢水處理酶催化技術

印染廢水處理酶催化技術

　在印染廢水中，COD濃度高、含鹽量高與有機物生化難度大，此外間歇性排水也是一個十分突出的特征，隨著時間的逐漸延長，水量水質也發(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，進而提高廢水中有機物的復雜度及處理難度

　　1、酶催化技術概述

　　1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

　　酶是一種生物催化劑，在生物技術產(chǎn)業(yè)化中占據(jù)重要地位，是一項*的內容，在各個領域中得到廣泛應用，比如化工、醫(yī)藥及環(huán)保等。在新時期中，酶制劑生產(chǎn)成為一項新興產(chǎn)業(yè)，也就是通過酶催化性能的科學合理應用，可以生產(chǎn)有用物質，也可以分解有害廢物。當前，酶技術在環(huán)保行業(yè)中的應用越來越普遍，學術界對其關注程度不斷提高。自20世紀60年代以來，我國將更多注意力投向酶制劑開發(fā)，相較于發(fā)達國家，我國剛剛開展酶應用于環(huán)保的研究工作，尚未研究酶的商品化與工業(yè)化應用。現(xiàn)在我國酶制劑工業(yè)的問題較多，主要包括產(chǎn)品結構合理性欠缺、投資少及核心技術缺乏等，只在淀粉加工等生產(chǎn)中應用酶制劑。

　　1.2 機理

　　通過酶催化技術去除污染物，所應用的是一系列結合酶與菌的技術，與普通微生物菌的區(qū)別較大。而污染物中的某些化學鏈復雜度更高，利用酶將其打開，以較快速度對其進行降解，使其成為小分子，高分子有機物不僅可以降解成低分子有機物，還能夠降解成無機物，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。

　　利用生物酶對有機物進行處理，其機理為：第一步酶發(fā)生反應，成為游離基，在此基礎上所形成的游離基進行化學聚合，進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)勢更為鮮明，可以快速、溫和的反應，能夠適應不同溫度與濃度的物質甚至有毒物質，廢水質量要求較低等。

　　1.3 優(yōu)勢

　　1.3.1 良好的污水處理效果及出水水質

　　在印染廢水處理過程中，通過酶生化催化技術的應用，可以提高化學需氧量、氨氮含量及固體懸浮物濃度的處理效率，使其分別超過85%、95%、90%。此外，還可以有效去除污水中的多種物質，主要包括苯系物質與有機污染物等，進一步實現(xiàn)這些物質向有機小分子物質的轉變，建立之后的生化降解條件，確保出水水質達標。

　　1.3.2 具有較強適應性

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

　　1.3.3 即使需氧量非常小，生物酶仍可發(fā)生反應

　　當生物酶處于常溫條件之下時，如果發(fā)生反應只需要消耗很少能量，多級生物酶反應器不僅可以實現(xiàn)串聯(lián)，還可以并聯(lián)，反應效率有很大程度的提高，并且減少投資費用。

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

　　在酶發(fā)生催化反應時，會發(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，必須以獲取營養(yǎng)及碳源為基礎，只有這樣才可以完成轉化，而異化作用與同化作用減少這一過程，對于大量好氧微生物無法有效降解的有機物，逐步由厭氧微生物、好氧微生物降解成無機物。

　　2、印染廢水處理中存在的問題

　　其一，印染廢水中存在復雜度比較高的物質，水質會產(chǎn)生大范圍波動，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，要確保廢水達標，僅僅應用傳統(tǒng)生物法必定無法實現(xiàn)。近年來，我國印染技術飛速發(fā)展，在印染廢水中出現(xiàn)眾多降解難度大的有機物，提高所用燃料的穩(wěn)定性，不僅抗氧化而且抗還原。此外，多種生物毒性強的有機物存在廢水中，比如助劑、金屬離子等，導致廢水可生化性更差。

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

　　3、酶催化技術在印染廢水處理中的應用

　　在掌握現(xiàn)在印染廢水處理狀況的基礎上，在處理由于環(huán)境污染產(chǎn)生的廢水時，有機結合兩種處理技術，一種為生化工程技術，另一種是環(huán)境科學技術，這一系統(tǒng)方法優(yōu)勢鮮明，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，科學研制酶生物反應器。進一步研制出多種與酶相關的產(chǎn)品，包括酶制劑與酶生物反應器，同時廣泛應用酶催化技術。在印染廢水中，多種物質降解難度大，比如陽離子染料、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。針對印染廢水的處理工藝，將專性生物酶加入其中，發(fā)揮其催化作用，廢水可生化性可得到有效強化，確保出水達標。

　　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。以此為特征確定進水水質。

　　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、苯系物質與苯胺等，導致廢水難以處理，如果通過傳統(tǒng)工藝處理印染廢水，將延長處理時間，提高處理流程的復雜度，大大增加運行成本，加大污染物去除難度。因此，該公司在處理印染廢水時應用酶催化技術，能夠以較快速度完成COD降解，加強廢水可生化性，并且在更大程度上降解廢水中的各種污染物。

　　在應用酶催化設施大約20天左右，從中發(fā)現(xiàn)，利用酶催化技術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，在酶催化進水中，化學需氧量1000~1150mg/L，生化需氧量300mg/L，固定懸浮物濃度為130~160mg/L，在運行處于穩(wěn)定狀態(tài)后，酶催化出水中的化學需氧量為320mg/L，固體懸浮物濃度為60mg/L，化學需氧量的去除率超過了68%，在很大程度上加強廢水可生化性。最終處理系統(tǒng)出水中化學需氧量達到65mg/L，與排放標準相比優(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物，有效降解印染廢水中降解難度大的有機物，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，另一方面構筑物結構有所減小。

　　4、結束語

　　綜上所述，印染廢水不僅色度高、水量大，而且水質會產(chǎn)生大范圍波動。目前人們對于環(huán)境質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，必須將酶催化技術應用與印染廢水處理中。對于印染廢水中濃度較高的化學需氧量與生化需氧量，該技術可以高效快速去除，在更大程度上強化廢水可生化性，盡量減少處理時間，降低投資成本。