纺织印染废水具有水量大、成分复杂多变、色度大、COD 高、毒性强等特点,属
于难处理的工业废水之一。如直接采用生化法如厌氧(水解酸化)、好氧等对其进行处理,
时常会发生活性污泥受到抑制、生化系统瘫痪崩溃等不良情况。因此,在实际运行工艺中,会先采用物化方法即投加铁盐、铝盐和PAM 等混凝助凝剂,通过吸附网捕等方式降低印染废水污染物浓度和毒性后,再进入生化系统进行处理。但该法存在生化处理能力有限、生化运行不稳定、化学污泥产量大等问题。
双氧水作为一种高级强氧化剂,通常情况下会对污泥活性造成抑制影响,甚至导致生化系统的瘫痪和崩溃,因此在印染废水处理中,其常与铁形成芬顿试剂,用于深度处理环节中的染料脱色。
本实验尝试了不同于以往的生化研究方法,即采用双氧水协同水解酸化-接触氧化强化处理印染废水的方法。通过接种城镇污水厂的常规活性污泥,在淹没式生物滤池反应器(submerged biological aerated filter,SBAF)内,经水解酸化-接触氧化生化系统启动并运行稳定后,在严格控制双氧水投加浓度、投加量、投加频率和投加方式的条件下,将其投加到水解酸化反应器内,可显著提高水解酸化和接触氧化的生化处理能力,并提升生化体系的稳
定性。本实验分别选取接种种泥、水解酸化污泥和接触氧化污泥,采用16S rDNA 宏基因组
高通量测序技术,分析对比了各反应器中污泥微生物的群落结构,明确了各反应器中的优势
微生物。该实验验证了双氧水协同水解酸化-接触氧化强化处理印染废水具有技术可行性,
且对于未来提升生化系统处理能力和运行稳定性具有重要的指导意义。
反应体系中印染废水COD 去除情况分析:印染废水中COD 的去除情况分为两个阶段:生化系统启动期(阶段Ⅰ:1 ~43 d)和双氧水协同生化系统运行期(阶段Ⅱ:44 ~176 d)。在阶段Ⅰ内,生化系统进水COD 以阶梯式增长方式启动系统,即第1 ~13 d,进水COD 为194.0 ~217.0 mg·L-1;第14 ~18 d,进水COD 为284.0 ~300.0 mg·L-1;第19 ~26 d,进水COD 为473.0~500.0 mg·L-1;第27 ~43 d,进水COD 为753.0 ~823.0 mg·L-1。采用这种启动方式的目的在于提高系统的抗冲击负荷能力,通过缓慢改变水质环境,使污泥循序渐进地得以驯化。此阶段系统COD 总去除率最大可达到71.9%。当该体系COD 总去除率稳定维持在62.5%~71.9%时,将双氧水于第43 d 开始定时定量地投加到水解酸化A 段内。从图3 中数据可知,第43 ~77d,水解酸化A段COD去除率从44.5%下降到24.4%,接触氧化A段COD去除率从57.1%上升到91.3%。其中,水解酸化A 段重点在于污染物质化学结构和性质上的改变,而不在于其量的去除,当双氧水投加到水解酸化A 段时,其产生的羟基自由基的强氧化性可协同水解酸化微生物将废水中部分大分子有机物分解为小分子有机物(这可能是引起COD 去除率出现下降的主要原因),其产物中的微量氧气可提高兼性水解酸化菌的生理代谢功能。这说明双氧水的投加使得A 段的水解酸化能力得以加强,从而对提高接触氧化O 段的生化处理能力起到了显著作用[24~26];第77 ~176 d,水解酸化A 段COD 去除率稳定维持在20.6 %~26.9%,接触氧化A 段COD 去除率稳定维持在88.5 %~94.6%。此阶段Ⅱ该反应体系COD 最大去除率为95.8%,平均去除率为89.8%。