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 發展現狀

　　酶是一種生物催化劑，在生物技術產業化中占據重要地位，是一項*的內容，在各個領域中得到廣泛應用，比如化工、醫藥及環保等。在新時期中，酶制劑生產成為一項新興產業，也就是通過酶催化性能的科學合理應用，可以生產有用物質，也可以分解有害廢物。當前，酶技術在環保行業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，相較于發達國家，我國剛剛開展酶應用于環保的研究工作，尚未研究酶的商品化與工業化應用。現在我國酶制劑工業的問題較多，主要包括產品結構合理性欠缺、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，能夠發生高效反應，以較快速度完成降解，提高生物酶穩定性，在較長時間中可以不間斷地發生裝柱反應。

　　1.3.3 即使需氧量非常小，生物酶仍可發生反應

　　當生物酶處于常溫條件之下時，如果發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串聯，還可以并聯，反應效率有很大程度的提高，并且減少投資費用。

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

　　在酶發生催化反應時，會發生異化作用與同化作用，產出水與二氧化碳。在處理菌群時，必須以獲取營養及碳源為基礎，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，僅僅應用傳統生物法必定無法實現。近年來，我國印染技術飛速發展，在印染廢水中出現眾多降解難度大的有機物，提高所用燃料的穩定性，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，通過傳統生物及物化聯合系統的應用，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

　　在掌握現在印染廢水處理狀況的基礎上，在處理由于環境污染產生的廢水時，有機結合兩種處理技術，一種為生化工程技術，另一種是環境科學技術，這一系統方法優勢鮮明，主要包括低成本、高速、高效等。利用該系統方法，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，從中發現，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，在運行處于穩定狀態后，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。最終處理系統出水中化學需氧量達到65mg/L，與排放標準相比優化很多，而且特定生物酶發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，而且水質會產生大范圍波動。目前人們對于環境質量的要求以及印染廢水排放要求都不斷提高，并且現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。