在工業廢水處理中，印染廢水屬于較難治理的行業性廢水。印染廢水種類多，成分復雜，主要是以芳烴和雜環化合物為母體，其色度和COD高，排放量和毒性大，可生化性差，對環境的污染嚴重。尤其是印染廢水中的偶氮染料是嚴重危害環境的污染物，因為它的光降解產物含有致癌的芳族胺。而單純某一種處理方法往往達不到滿意的效果[1-3]。
過去國內印染廢水排放執行《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB8978-1992），江蘇省先后于2004年和2007年頒布了《江蘇省紡織染整工業水污染物排放標準》（DB32／670-2004）和《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》（DB32／Ｔ1072-2007），山東省也于2005年頒布了《紡織染整工業水污染物排放標準》（DB37／533-2005）[4]。因此，尋找可達新排放標準的組合工藝廢水處理技術，已成為當前紡織染整工業企業的迫切需要。
1 試驗工藝流程與裝置
試驗采用水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化工藝，原水首先進入水解酸化-生物接觸氧化法處理試驗裝置（見圖1），出水再采用Fenton氧化法進一步處理。
反應器為圓柱形，外設保溫套，利用循環水使反應器保持預定的溫度。反應器高400ｍｍ，直徑150ｍｍ，水深330ｍｍ，超高70ｍｍ，單個反應器體積為6Ｌ，3個反應器總體積18Ｌ。接觸氧化池底部設微孔曝氣盤。
本試驗采用青島思普潤水處理有限公司提供的SPR-1型填料，如圖2所示。該填料比表面積500ｍ2／ｍ3，比重為0．94～0．97，掛膜后密度接近于水，易流化。
2 試驗用水及分析測試方法
2．1 原水水質概況
染料種類多、結構復雜，全世界使用的合成染料達3萬多種，80％以上的染料為含偶氮鍵、多聚芳香環的復雜有機化合物[5]。本試驗用水采用自配的模擬偶氮類廢水，染料采用偶氮胭脂紅Ｇ，其結構式如圖3所示。
圖1 水解酸化-生物接觸氧化法試驗裝置溫度
Ｆｉｇ．1 Ｔｅｓｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ａｅｒｏｂｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
圖2 試驗采用的填料
Ｆｉｇ．2 Ｆｉｌｌｅｒ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ
圖3 偶氮胭脂紅Ｇ的結構式
Ｆｉｇ．3 Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ａｚｏｃａｒｍｉｎｅ Ｇ
該染料含有氨基和磺酸基等親水性基團，故水溶性較好，難于被一般絮凝劑絮凝沉淀。模擬廢水成分見表1。
表1 模擬印染廢水成分
Ｔａｂ．1 Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｄｙｅｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
2．2 分析測試方法
COD：重鉻酸鹽法；染料濃度：紫外分光光度法；色度：稀釋倍數法；ｐＨ值：玻璃電極法；ＤＯ：采用溶氧儀測定。
3 水解酸化-生物接觸氧化法處理試驗過程與結果
試驗采用接種培馴法，污泥取自武漢市龍王嘴污水處理廠二沉池回流污泥，剛取回的污泥呈黑褐色，略有異味。2011年3月1日，將污泥和填料裝入反應器中，接觸氧化池進行48ｈ悶曝。與此同時，向接觸氧化池中投加葡萄糖150mg/L、碳酸銨50mg/L、磷酸二氫鉀25mg/L；向水解酸化池中加入葡萄糖150mg/L、碳酸銨25mg/L、磷酸二氫鉀12．5mg/L。掛膜期間，利用保溫套通入循環水，使反應器內水溫保持在20℃左右。2天后向反應器中連續進水，流量為1L/h。剛開始進水染料濃度為2．50mg/L，COD為208．43mg/L，以后逐步增加，最后進水染料濃度達到35．67mg/L，COD達到832．53mg/L。在整個試驗過程中通過調節氣量的大小使兩級生物接觸氧化池的出水ＤＯ穩定在2～4mg/L，滿足好氧和兼性微生物生長對氧氣的需求。掛膜期間進水和出水COD見表2。
表2 生化裝置進出水COD值及去除率
Ｔａｂ．2 COD ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ａｎｄ ｅｆｆｌｕｅｎｔｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
由表2可見，運行初期，反應器對COD的去除效果較差，隨著時間的推進，反應器對COD的去除率逐漸增加，最終達到61．70％，其中水解池對COD的去除量占總去除量的23．60％，一級接觸氧化池對COD的去除量占總去除量的32．11％，二級接觸氧化池對COD的去除量占總去除量的6％。水解酸化池能夠提高廢水的可生化性，促進后續接觸氧化池的處理效果。
由于染料廢水色度大，偶氮胭脂紅Ｇ又具有一定的毒性，所以染料濃度逐步增加。掛膜期間進出水染料濃度、色度見表3、表4。
表3 生化裝置進出水染料濃度及去除率
Ｔａｂ．3 Ｄｙｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔａｎｄ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
表4 生化裝置進出水色度及色度去除率
Ｔａｂ．4 Ｃｈｒｏｍａ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ａｎｄｅｆｆｌｕｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
由表3、表4可見，反應器對染料的去除效果較好，染料的去除率在初期就達到了70．80％，最終達到88．28％；色度的去除率在初期就達到了92．31％，最終達到93．95％，去除率較高，其中水解池對色度的去除量占總去除量的25．91％，一級接觸氧化池對色度的去除量占總去除量的60．75％，二級接觸氧化池對色度的去除量占總去除量的7．29％。
4 Fenton氧化法處理水解酸化-生物接觸氧化法試驗裝置出水
由于印染廢水色度大，有機物濃度高，單純生化處理出水水質難以達標，需要進行后續處理，本試驗采用Fenton氧化法處理生化裝置出水。
采用燒杯試驗，每次反應廢水體積為250ｍＬ，30％ H2O2按1∶100比例稀釋，硫酸亞鐵溶液濃度為0．01mol/L。利用正交試驗確定最佳操作條件，影響因素為H2O2投加量、FeSO4投加量、反應時間和反應初始ｐＨ值。由于Fenton氧化法脫色效果很好，處理水色度均在40倍以下，滿足紡織染整工業水污染物排放國家標準（GB4287-92）中的一級標準，因此正交試驗以COD去除率為評價指標。正交試驗結果見表5。
表5 Fenton氧化法處理生化裝置出水正交試驗結果
Ｔａｂ．5 Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Fenton ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｔｏ ｔｒｅａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
由表5中極差大小可見，影響廢水處理效果的因素主次順序為：FeSO4投加量——H2O2投加量——反應時間——ｐＨ值。Fenton氧化法處理生化裝置出水最佳操作條件為：處理250ｍＬ廢水，0．01mol/LFeSO4溶液投加量40 ｍＬ，30％H2O2按1∶100比例稀釋后投加量35ｍＬ，反應時間15ｍｉｎ，反應初始ｐＨ值＝3．5。處理水COD小于60mg/L，色度小于30倍，不但滿足紡織染整工業水污染物排放國家標準（GB4287-92）中的一級標準，而且滿足要求更高的江蘇省和山東省紡織染整工業水污染物排放地方標準。具體參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
5 結語
水解酸化-生物接觸氧化-Fenton氧化工藝處理偶氮胭脂紅Ｇ廢水是可行的。當進水COD為832．53mg/L、色度為1042倍時，出水COD小于60mg/L，色度小于30倍，不但滿足紡織染整工業水污染物排放國家標準（GB4287-92）中的一級標準，而且滿足要求更高的江蘇省和山東省紡織染整工業水污染物排放地方標準。
