一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法与流程

本发明涉及印染废水处理领域，具体涉及一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法。

背景技术：

印染废水色度深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水。印染废水直接排放对健康和生态环境具有极大的危害。如何将色度顺利有效的去除，是印染废水处理工艺需要解决的主要问题。

偶氮染料占全世界使用合成染料60～70％以上，是使用量最大的一种染料。偶氮染料是由偶氮基连接芳香环而成的复杂有机化合物。偶氮染料在厌氧条件下，偶氮键得到电子后还原裂解生成致癌物质芳香胺类化合物，芳香胺类化合物在厌氧条件下很难降解，工艺复杂，成本高，因此提供一种简单可行的处理偶氮印染废水的方法是非常具有意义的。

技术实现要素：

针对偶氮印染废水处理工艺复杂、难度大、成本高等问题，本发明提出了一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法，生物滤池包括厌氧生物滤池和好氧生物滤池，好氧生物滤池设置有布气管和出气口，厌氧生物滤池和好氧生物滤池都包括池体、牡蛎壳填料、承托板、进水口和出水口，牡蛎壳填料放置于承托板上，承托板设置在池体内的下部，进水口设置于承托板的下方，出水口设置于池体的顶部，厌氧生物滤池的出水口与好氧生物滤池的进水口连接，方法包括以下步骤：

s1：将牡蛎壳作为填料与种污泥进行混合，并装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池中；

s2：配置偶氮印染废水并调节偶氮印染废水中偶氮染料的浓度；

s3：将偶氮印染废水依次装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池分别静置5～14天；

s4：调节进水流速将偶氮印染废水连续依次通入厌氧生物滤池和好氧生物滤池。

进一步地，步骤s2中的偶氮印染废水采用自来水、葡萄糖和偶氮染料进行配置。葡萄糖可以作为微生物的养分并提供碳源，偶氮染料的浓度通过调节自来水的量来控制。

进一步地，偶氮染料的浓度范围在20～200mg/l。此时脱色率比较高。

更进一步地，偶氮印染废水的ph值范围在3～11.5。通过此方法可以保证废水的ph可以较大范围内变化的同时还保持一定的脱色效果。

更进一步地，葡萄糖浓度为2.5～15g/l。在此范围内的葡萄糖浓度有利于微生物的生长。

更进一步地，偶氮染料的种类包括rb670、荧光黄和everzolblackb。此方法可以适用于多种偶氮染料印染废水的脱色。

更进一步地，步骤s4中偶氮印染废水在厌氧生物滤池和好氧生物滤池的水力停留时间为6～10h。此时有利于微生物挂膜成功。

更一步地，承托板设置有至少一个通气孔。通气孔可以控制微生物对空气的需求量，并使下端进水口进入的印染废水可以通入牡蛎壳填料中进行反应。

更进一步地，厌氧生物滤池和好氧生物滤池都还包括排泥口，排泥口设置在承托板的下方。排泥口可以用于排泥，也是备用的进水口或进气口。

更进一步地，生物滤池还包括与厌氧生物滤池的进水口连接的预处理池，预处理池包括物料投放口，并与自来水管道连接。预处理池可以对葡萄糖和偶氮染料的浓度进行调节。

本发明公开了一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法，包括以下步骤：s1：将牡蛎壳作为填料与种污泥进行混合，并装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池中；s2：配置偶氮印染废水并调节偶氮印染废水中偶氮染料的浓度；s3：将偶氮印染废水依次装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池分别静置5～14天；s4：调节进水流速将偶氮印染废水连续依次通入厌氧生物滤池和好氧生物滤池。利用牡蛎壳独特结构，粗糙表面和光滑凹槽，可作为生物膜的载体，并且偶氮染料在厌氧降解过程中，发生酸化反应，降低ph值。利用牡蛎壳可溶解出碳酸钙，提供碱度。从而调节废水ph维持在6～7之间，有利于适应印染废水水质变化大，ph变化较大的特点，并且脱色效果好，以牡蛎壳为填料的厌氧生物滤池对多种偶氮染料具有降解作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例的一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法的流程示意图；

图2为本发明的实施例的偶氮印染废水的ph值范围在3～11.5时的脱色率变化图；

图3为本发明的实施例的偶氮染料的浓度范围在20～200mg/l时的脱色率变化图；

图4为本发明的实施例的偶氮染料的种类包括rb670、荧光黄和everzolblackb时的脱色率变化图；

图5为本发明的实施例的利用生物滤池处理偶氮印染废水的装置的示意图；

图6为本发明的实施例的利用生物滤池处理偶氮印染废水的装置的承托板的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法的流程，包括以下步骤：

s1：将牡蛎壳作为填料与种污泥进行混合，并装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池中。种污泥取自城市污水处理厂，并与洗净后的牡蛎壳直接混合做成牡蛎壳填料。利用牡蛎壳具有粗糙表面和光滑凹槽的特殊结构，使其作为一种良好的生物膜的载体。

s2：配置偶氮印染废水并调节偶氮印染废水中偶氮染料的浓度；在这个过程中偶氮印染废水采用自来水、葡萄糖和偶氮染料进行配置。葡萄糖可以作为微生物的养分并提供碳源，自来水可以用于直接调节偶氮染料和葡萄糖的浓度，在一般情况下，葡萄糖浓度为2.5～15g/l，在此范围内的葡萄糖浓度有利于微生物的生长。当然也可以根据实际微生物生长情况适量增加或减少葡萄糖的量，当然葡萄糖的浓度越高越有利于微生物的生长，但是葡萄糖浓度太高对成本有影响，也不利于控制微生物的生长，如果葡萄糖的浓度太低，微生物缺少营养便生长不好。葡萄糖浓度的控制贯穿于整个偶氮废水处理的全过程，属于动态调节机制。

s3：将偶氮印染废水依次装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池分别静置5～14天；在优选的实施例中，静置时间为7天。静置过程有利于微生物在厌氧生物滤池和好氧生物滤池中进行生长，但是静置时间太长，可能会导致偶氮印染废水里的营养物质被消耗光。偶氮染料在厌氧条件下偶氮键得到电子后还原裂解生成致癌物质芳香胺类化合物，芳香胺类化合物在厌氧条件下很难降解，一般需要在好氧条件下被降解开环直至矿物化，因此需要厌氧-好氧两个过程才可以实现偶氮染料脱色和芳香胺的降解，此时经过处理后的废水才可以进一步重复利用。

s4：调节进水流速将偶氮印染废水连续依次通入厌氧生物滤池和好氧生物滤池。在此过程中，偶氮印染废水在厌氧生物滤池和好氧生物滤池的水力停留时间为6～10h。这个水力停留时间可以偶氮印染废水的脱色率达到60％以上，即为微生物挂膜成功。在此情况下，厌氧生物滤池和好氧生物滤池既有进水又有出水，而出水会带走一部分的微生物。如果流速太快，水力停留时间短，不利于微生物挂膜。但水力停留时间太长，可能会导致偶氮印染废水里的营养物质不足，微生物也养不好。在优选的实施例中，水力停留时间为8h。

实施例一：

在上述实验步骤的基础上，调节偶氮印染废水的ph值范围在3～11.5。如图2所示，当偶氮印染废水的进水ph值在3.5-11.5范围内较大范围变化时,厌氧生物滤池和好氧生物滤池对偶氮染料的脱色率都能维持在60％以上，微生物对偶氮染料的降解受ph值变化影响不大。当偶氮印染废水的进水ph值在3.0～11.5范围内，经厌氧生物滤池和好氧生物滤池后的出水的脱色率是60.6％～100.1％。当ph值在3.5～5时，随着ph值的增大，脱色率逐渐降低；当ph值大于5时，随着ph值的增大，脱色率逐渐升高。此时ph值增大有益于微生物对偶氮染料的降解，当ph值到达9左右脱色率趋于稳定。当偶氮印染废水的进水ph为11.0时，经厌氧生物滤池和好氧生物滤池后的出水的脱色率最大为100.1％。

因为偶氮染料在降解的过程中会发生酸化反应，降低ph值，因此利用牡蛎壳可以溶解出碳酸钙，提高碱度，从而起到调节偶氮印染废水ph值的作用，使得偶氮印染废水ph值维持在6～7之间。有利于适应偶氮印染废水水质变化大，ph值变化较大的特点。通过此方法可以使ph较大范围内变化的同时还保持一定的脱色效果。

实施例二：

在上述实验步骤的基础上，调节偶氮染料的浓度范围在20～200mg/l。高浓度的偶氮染料废水会阻隔阳光透过水体，影响水体中的气体溶解度，从而影响水体中动植物的生长和水体自净化过程。因此需要探索一下偶氮印染废水中偶氮染料的浓度对脱色率的影响。通过逐渐提高进水的偶氮染料浓度，分别考察厌氧/好氧生物滤池的偶氮染料负荷及抗冲击能力，实验结果如图3所示，当偶氮染料的浓度从20mg/l增加到50mg/l，脱色率逐渐升高，当偶氮染料的浓度从50mg/l增加到80mg/l时，经厌氧生物滤池和好氧生物滤池的脱色率从86.9％就下降到74.1％，偶氮染料的浓度从80mg/l增加到200mg/l时，脱色率逐渐趋于稳定，变化不大。因此偶氮染料的浓度最优调节到50mg/l，此时脱色效果最好。

实施例三：

在上述实验步骤的基础上，调节偶氮染料的种类包括rb670、荧光黄和everzolblackb。图4列出了生物滤池对这几种偶氮染料的脱色效果，厌氧生物滤池对各种偶氮染料的脱色率在84.3-93.7％。因此表明以牡蛎壳为填料的厌氧生物滤池和好氧生物滤池对多种偶氮染料都具有良好的脱色降解能力。

如图5所示，本发明的生物滤池装置包括厌氧生物滤池1和好氧生物滤池2，好氧生物滤池2设置有布气管21和出气口22，通过布气管21和出气口22使得空气通入好氧生物滤池2，有利于好氧微生物的繁殖生长。厌氧生物滤池1和好氧生物滤池2都包括池体3、牡蛎壳填料4、承托板5、进水口6和出水口7，牡蛎壳填料4放置于承托板5上，承托板5设置在池体3内的下部，进水口6设置于承托板5的下方，出水口7设置于池体3的顶部，厌氧生物滤池1的出水口7与好氧生物滤池2的进水口6连接。好氧生物滤池2的布气管21设置在承托板5的下方，好氧生物滤池2的出气口设置在池体的顶端。经过厌氧生物滤池1处理过后的偶氮印染废水中产生大量的芳香胺类化合物，再经过好氧生物滤池2被降解成开环化合物至矿化。

此装置还包括与厌氧生物滤池1的进水口6连接的预处理池8以及与好氧生物滤池2的布气管21连接的曝气机9。预处理池8包括物料投放口81，并与自来水管道连接。葡萄糖和偶氮染料分别从物料投放口81加入预处理池8，便于调节葡萄糖和偶氮染料的浓度，自来水通过自来水管道通入预处理池8中。曝气机9给好氧生物滤池供气。

厌氧生物滤池1的出水口7与好氧生物滤池2的进水口6之间设置第一阀门10。通过第一阀门10对厌氧生物滤池1和好氧生物滤池2之间的进水和出水进行调节。布气管21与曝气机9之间设置有第二阀门11，第二阀门11可以对好氧生物滤池2的供气进行调节。预处理池8与厌氧生物滤池1的进水口6之间设置有第三阀门13和流量计14，用于控制偶氮印染废水的进水和水力停留时间。厌氧生物滤池1和好氧生物滤池2都还包括排泥口15，排泥口15设置在承托板5的下方。排泥口15可以用于排泥，也是备用的进水口6或进气口。

如图6所示，承托板5设置有至少一个通气孔51。通气孔51可以控制微生物对空气的需求量，并使下端进水口6进入的偶氮印染废水可以通入牡蛎壳填料4中进行反应。承托板5设置在离池体3底部高5～15cm的位置，是为了避免填料直接装在池体3底部微生物长起来后容易堵塞进水口6或进气口。滤池的池体3呈柱状，承托板5的直径比池体3略小，依据承托板5的大小，通气孔51的直径一定比大部分的填料要略小些，通气孔51的直径范围为2～4cm，设置约2～5个，并均匀分布于承托板5上。

本发明公开了一种利用生物滤池处理偶氮印染废水的方法，包括以下步骤：s1：将牡蛎壳作为填料与种污泥进行混合，并装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池中；s2：配置偶氮印染废水并调节偶氮印染废水中偶氮染料的浓度；s3：将偶氮印染废水依次装入厌氧生物滤池和好氧生物滤池分别静置5～14天；s4：调节进水流速将偶氮印染废水连续依次通入厌氧生物滤池和好氧生物滤池。由于牡蛎壳具有粗糙表面和光滑凹槽的独特结构，因此可作为生物膜的载体，并且偶氮染料在厌氧降解过程中，发生酸化反应，降低ph值。利用牡蛎壳可溶解出碳酸钙，提高碱度，从而将偶氮印染废水的ph值调节维持在6～7之间，有利于适应印染废水水质变化大，ph变化较大的特点，并且脱色效果好，以牡蛎壳为填料的厌氧生物滤池对多种偶氮染料具有降解作用。

显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以做出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。