(中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131)

印染廢水在工業(yè)廢水中占據(jù)比較大的比例，具有有機(jī)污染物含量高，色度深，堿性大，水質(zhì)變化大等特點(diǎn)。近年來(lái)隨著印染技術(shù)的發(fā)展，PVA漿料，人造絲堿解物，新型助劑等難生化降解有機(jī)物的加入使得傳統(tǒng)的處理工藝受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)新型環(huán)保高效型水處理技術(shù)勢(shì)在必行。

微生物絮凝劑是一種天然高分子絮凝劑，具有高效、無(wú)毒、無(wú)二次污染、可自然降解的新型絮凝劑，廣泛應(yīng)用于水處理、食品加工和發(fā)酵工業(yè),尤其對(duì)有機(jī)色素具有較強(qiáng)的絮凝能力。但微生物絮凝劑用量大，成本高，對(duì)水質(zhì)要求苛刻等問(wèn)題嚴(yán)重制約著微生物絮凝劑的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。大量研究表明微生物絮凝劑與無(wú)機(jī)絮凝劑復(fù)配使用不僅能明顯提高絮凝率，而且還能大大減少絮凝劑的投加量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 廢水來(lái)源及水質(zhì)指標(biāo)

廢水取自肇慶市某紡織印染廠，該廠廢水水質(zhì)如表1：

表1 印染廢水排水水質(zhì)

該印刷廠主體生化處理工藝為：厭氧池→好氧池采用厭氧池前置的AO工藝處理廢水。由于該廠COD值較高，BOD/COD較低可生化性差，色度與SS都較高，因此在進(jìn)入生化池前需對(duì)其進(jìn)行絮凝處理，用于部分脫色及除去大部分的SS，COD以提高廢水的可生化性。但還原染料、硫化染料、冰染料的大量使用使得該廢水的化學(xué)絮凝效果相對(duì)較差，且化學(xué)絮凝劑的投加量較大，絮凝污泥的產(chǎn)生量隨之增加，加重系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因此本文開(kāi)發(fā)出相對(duì)高效的微生物絮凝劑并復(fù)配PAC應(yīng)用于該系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)論述其處理效果。

1.2 菌種的來(lái)源

菌種取自該廠生化處理池中的活性污泥和剩余污泥經(jīng)過(guò)篩選，培養(yǎng)及馴化后得到的高效穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)菌種Q03。

1.3 化學(xué)試劑

PAC：無(wú)機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁工業(yè)級(jí)其中Al2O3含量為29%～30%。

1.4 微生物絮凝劑（MBF）的制備

將菌株接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中（接種量為體積的 2%），振蕩培養(yǎng) 96h（120 r／min，30℃）所得發(fā)酵菌液即為本實(shí)驗(yàn)采用的微生物絮凝劑XQ03。

1.5 主要儀器

立式壓力蒸汽滅菌器（LDZX-75KB，上海申安醫(yī)療器械廠）；高效離心機(jī)（AvantiJ-25XP，貝克曼庫(kù)爾特公司）；六聯(lián)攪拌器（JJ-6，江蘇省金壇市友聯(lián)儀器研究所）；電子天平（AL204-IC，梅特勒托利多儀器有限公司）；恒溫振蕩培養(yǎng)箱（HZQX100，太倉(cāng)市華美生化儀器廠）；分光光度計(jì)（752S，上海棱光技術(shù)有限公司）

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)GBT16881-2008《水的混凝沉淀試杯試驗(yàn)》進(jìn)行絮凝試驗(yàn)

1.6.1 MBF或PAC單獨(dú)應(yīng)用處理印染廢水

取500mL廢水于1L燒杯中然后置于六聯(lián)攪拌器上，在120r/min轉(zhuǎn)速下快速攪拌，加入不同量的XQ03或PAC或兩者復(fù)配藥劑，然后在120r/min下攪拌 1min后慢速（40r/min）攪拌 10min，沉降15min后取上清液在550nm波長(zhǎng)下測(cè)吸光度值，以蒸餾水代替絮凝劑做空白對(duì)照。其中絮凝效果用絮凝率表示:

式中:A為對(duì)照上清液的吸光度；B為樣品上清液的吸光度。

1.6.2 MBF與PAC復(fù)配處理印染廢水

根據(jù)XQ03和PAC的最佳添加量進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，絮凝試驗(yàn)方法同上并測(cè)定各個(gè)配比下絮凝水樣上清液的COD值和SS值從而確定最佳的復(fù)配比例，獲得最優(yōu)的絮凝效果。其中:

1.6.3 考察復(fù)配絮凝劑處理印染廢水時(shí)的最佳pH

選擇MBF與PAC聯(lián)合處理廢水時(shí)的最佳配比，在不同的pH值下進(jìn)行絮凝試驗(yàn)，考察不同pH值下復(fù)配藥劑的絮凝效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 單獨(dú)使用XQ03處理印染廢水

以50mL廢水中微生物絮凝劑菌液的加入量為橫坐標(biāo)，與之相對(duì)應(yīng)的絮凝率為縱坐標(biāo)繪制圖表，所得結(jié)果如圖1：

圖1 絮凝率隨微生物絮凝劑投加量變化曲線

由圖1可知隨著絮凝劑投加量的增加，絮凝率逐漸提高并在10mL時(shí)達(dá)到峰值，即最佳投加量為20mL/L。繼續(xù)增加絮凝劑投加量絮凝率反而下降，最佳值大約是固體顆粒表面吸附大分子化合物達(dá)到飽和時(shí)的一半的吸附量，此時(shí)大分子的固體顆粒上架橋的幾率最大。

2.2 單獨(dú)使用PAC處理印染廢水

PAC對(duì)印染污水的絮凝效果見(jiàn)圖2：

圖2 絮凝率隨PAC絮凝劑投加量變化曲線

由圖2可以看出，絮凝率在一定范圍內(nèi)隨著PAC的投加量增加而升高，當(dāng)投加量為450mg/L時(shí)絮凝率可達(dá)到89.1%，繼續(xù)加大投加量后絮凝率反而趨于穩(wěn)定。最佳投加量為450mg/L。

2.3 XQ03與PAC復(fù)配處理印染廢水

根據(jù)單一因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各選取3組數(shù)據(jù)進(jìn)行2因素3平行的正交實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)因素與平行

表3 MBF與PAC復(fù)配的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3中可見(jiàn):在MBF投加量為16mL/L,PAC投加量為200mg/L時(shí)絮凝率最高為97.5%且此時(shí)COD去除率為44.1%，SS去除率為68.7%均最高，處理效果最好。因此最佳復(fù)配方案為MBF投加量16mL/L,PAC投加量200mg/L。

2.4 pH值對(duì)絮凝率的影響

選取試驗(yàn)得到的最佳復(fù)配比即MBF投加量16mL/L,PAC投加量200mg/L進(jìn)行不同pH值下的絮凝試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖3。

圖3 最佳復(fù)配比下絮凝率隨pH變化曲線

由圖3可見(jiàn)：在pH值7.0～9.0的范圍內(nèi)該復(fù)配方案的絮凝率都能保持在97%左右的較高水平，在此區(qū)間內(nèi)處理效果較好。

3 結(jié)論

3.1 通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了微生物絮凝劑 XQ03和PAC復(fù)配處理印染廢水時(shí)的最佳投配比為MBF 16ml/L,PAC200mg/L；兩者聯(lián)合投加時(shí)比單獨(dú)使用其中任一種絮凝效果更好，與無(wú)機(jī)絮凝劑相比絮凝率由89.1%提高到97.5%，絮凝率提高了8.4%。

3.2 采用微生物絮凝劑和PAC復(fù)配時(shí)對(duì)比單獨(dú)使用兩種絮凝劑，復(fù)配使用時(shí)單劑投加量更少且能達(dá)到更高的處理水平。復(fù)配使用時(shí)無(wú)機(jī)絮凝劑的用量減少56%，微生物絮凝劑用量減少20%，絮凝劑的總投加量降低，從而大大降低了絮凝污泥的產(chǎn)生量，減少了二次污染和后續(xù)沉淀池的工作壓力。又因微生物絮凝劑菌種取自于后續(xù)生化工藝的活性污泥中，自產(chǎn)菌用于絮凝，對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)無(wú)負(fù)面影響，并能提高相應(yīng)的活性污泥濃度提高生化池的處理能力，進(jìn)一步提高了整體污水處理系統(tǒng)的處理效果。

3.3 考查了復(fù)配藥劑對(duì)COD和SS的去除率，發(fā)現(xiàn)復(fù)配藥劑對(duì)COD和SS都有穩(wěn)定的去除效果，在最佳投加量下COD去除率可達(dá)44.1%，SS去除率可達(dá)68.7%，實(shí)現(xiàn)了絮凝池對(duì)COD和SS的一定去除功能，使BOD/COD提高到0.45，提高了廢水的可生化性。

3.4 確定了微生物絮凝劑和PAC聯(lián)合投加時(shí)在pH7.0～9.0的范圍內(nèi)均能維持較高的絮凝水平，適用范圍較廣。當(dāng)廢水pH＜9時(shí)無(wú)需調(diào)節(jié)酸堿度即能獲得較高的絮凝效果，當(dāng)廢水堿度＞9需調(diào)節(jié)堿度時(shí)，也降低了酸的投加量只需少量調(diào)節(jié)既能達(dá)到合適的pH值。