印染废水生物吸附处理法综述

王朋辉 宋苗苗

(郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州 450001)

印染废水是工业废水的重要组成部分，近几年，随着染料纺织工业的迅猛发展，使得产生的印染废水成为了水系环境的重点污染源之一，而染料的数量和品种的日益增加，及产品结构和印染工艺的不断改变，使得印染废水的水质也发生了变化，尤其是近几年PVA浆料和新型助剂的使用，使印染废水的处理难度也随之加大。印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、可生化性较差、色度高且多变、碱性大等特点，同时其水质成分也非常复杂，含有多种浆料、染料、表面活性剂等物质。目前的处理方法可归纳为化学法、物理法及生化法，其中还包括膜、等离子体、超临界水氧化法(SCWO)、超声波、电化学氧化法光、催化氧化法等方法，在物理处理法中应用最多的是吸附法［1］。

传统的吸附法的工作原理主要是将活性炭、粘土等多孔物质的颗粒或粉末与废水混合，或让废水通过由其颗粒组成的滤床，使废水中的污染物质吸附在吸附剂表面上后被过滤除去［2］。传统的吸附法对除去废水中的溶解性有机物十分有效，但它对于胶体和疏水性染料等物质却无能为力。活性炭具有较高的比表面积，具有较强的脱色吸附性能，可吸附废水中的多种有机物和金属离子，吸附后活性炭还可以通过热空气再生循环利用，但再生后脱色率下降，需不断补充新炭，运行费用较高，所以常用作在废水处理的预处理或深度处理工段。

而与传统吸附法相比较，生物吸附法是将活性污泥对有机物的降解的吸附和代谢降解两个过程分别在各自的反应器内进行，这样将活性污泥充分的利用，不仅能够通过传统的吸附作用吸收降低废水中的有机物含量，而且能够分解吸收的有机物作为自身微生物的养料，维持细菌的生长。由于细胞结构的复杂性使得对于生物吸附的机理研究处于争议状态，现在普遍认为生物吸附中微生物吸收金属离子的过程主要分为有两种方式，第一种是金属离子在细菌表面的被动吸附，生物体细胞壁上的官能基团被动的与金属离子发生结合;第二种是活体细胞的主动吸附，细胞表面的某些酶与细胞表面吸附的金属离子主动结合，通过细胞壁转移至细胞内［3］。

生物吸附法始于50年代的美国，其突出的优点是污泥负荷高，约为常规活性污泥法的10-20倍，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质具有很大的缓冲作用，同时由于吸附池停留时间短，处理费用大为降低，运行费用不足普通活性污泥法的50%，具有极高的经济适用性。

生物吸附的过程可以大致由上图表示，这种方法不仅在低浓度下，对重金属等有害物质可以被选择性地吸附去除，还可以有效地回收一些贵重金属，利用生物吸附法处理废水效率高，投资小，菌种的来源广泛，运行费用低，具有较强的经济价值。但是对于工业化处理废水来讲，生物吸附法仍然具有一定的困难，主要是由于自然状态下的微生物菌的成长能力较弱，耐冲击性能较差，不利于工业上生物吸附的连续性操作，所以要想生物吸附像活性炭吸附一样应用于废水的工业化处理，必须将微生物菌种制备成固定的颗粒。相对于工业而言，生物吸附剂应符合以下几方面的要求，首先是要具有较理想的物理、化学和机械性能，适用于如全混、柱式或流化床等连续流动系统，其次是要具备快速有效的吸附和解吸操作的能力，同时对金属具有较好的的选择性，以便重金属的回收利用，最后要有较好的循环利用能力和较低的运行成本和死亡率，以提高经济性［4］。

与传统的活性炭吸附法相比，生物吸附法具有以下方面的优点:(1)生物吸附法处理能力更强。生物吸附不仅能够处理可降解有机物，对与重金属等物质也有较强的吸附作用，处理废水的能力更强，效率更高(2)生物吸附法具有较强的自我调节能力。生物吸附中存在的细菌能够自己通过不断地进行繁殖、适应、淘汰、优选产生更强的微生物菌种，这样产生的微生物菌种不仅具有更强的适应性，繁殖能力和处理能力更强，同时还具有较强的抗冲击能力，这样使得生物吸附法具有更强的自我调节能力。(3)生物吸附法适应性更好。由于生物吸附法中物理化学作用占主导作用，因此对毒物、pH值、负荷以及温度的变化都有较强的适应性。(4)生物吸附法效果更好。生物吸附法对于可生化性的提高，具有更好的效果，也可以根据生产要求对吸附补充一定量的混凝药剂进行强化，这样对于后续处理单元的工作更加方便灵活多变。

虽然生物吸附具有很多优点，但是目前利用生物吸附技术大规模处理废水的系统却很少，因为各方面的影响因素限制了它的大规模使用，例如缺乏金属和生物吸附剂之间作用的动力学数据，不能进行过程设计和放大以及经济衡算等，因此有必要对生物吸附现象进行进一步的研究［5］。随着社会经济的发展和人们对环境问题的重视，印染废水生物吸附处理技术一定会得到快速长久的发展，生物吸附法一定将绽放属于自己的光彩。

［1］刘东莲.染料废水处理方法的研究进展.河南化工.(2004)12-0005–03

［2］朱建平等.吸附气浮法脱除染料离子的研究.环境工程，1993，11(1):10～12.

［3］杨书铭，黄长盾.纺织印染工业废水治理技术.北京:化学工业出版社，2002

［4］胡厚堂，王海宁.生物吸附法处理水体中的重金属的现状与展望.新疆环境保护，2003

［5］俞华勇.基于生物吸附法的工业废水处理研究.中国科技信息.(2005)23-103-104