摘 要

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 印染废水的特点 1

1.3 印染废水的处理方法 2

1.3.1物理法 2

1.3.2 化学法 3

1.3.3 生物法 5

1.4本课题的研究目的和意义 7

第二章 实验材料与方法 9

2.1 实验材料与仪器 9

2.1.1 菌种来源 9

2.1.2 实验药品试剂 9

2.1.3染料 9

2.1.4实验仪器 11

2.2 实验方法 11

2.2.1 培养基的配制 11

2.2.2仪器及培养基的灭菌 11

2.2.3 菌种分离纯化及保存 12

2.3 检测分析方法 12

2.3.1 水质色度的检测方法 12

2.3.2 水质COD的检测方法 12

第三章 高效好氧菌的筛选分离和降解特性研究 15

3.1 污泥的驯化 15

3.2 菌种的分离纯化 15

3.3 高效好氧菌的降解特性 15

第四章 印染废水好氧生物强化处理条件的优化 17

4.1 生物固定化对好氧生物的影响 17

4.2 外加碳源对好氧生物强化的影响 18

4.3 外加氮源对好氧生物强化的影响 19

4.4 pH对好氧生物强化的影响 20

4.5 接种量对好氧生物强化的影响 21

第五章 结论与展望 23

5.1 结论 23

5.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

摘要

印染废水的成分复杂，含有大量染料、难降解有机污染物、表面活性剂等污染物，其具有色度高、有机物含量高和有害物质多等特点，对水体危害严重。传统物理或化学处理法具有运营成本高、化学品消耗量大、易产生大量有毒污泥和二次污染严重等问题。相比之下，生物法具有运行费用低、易操作、效率高、无二次污染等优点，在印染废水的处理中始终占有重要的位置。因此，研发出高效好氧印染废水降解菌剂是生物处理技术的核心。

本课题使用混合染料液对活性污泥进行驯化后，筛选分离出D-1菌株对混合染料液有较好的脱色效果和COD去除效果。对D-1菌株进行生物固定化处理，并对其进行生长条件的优化，其在无外加碳源、酵母粉为外加氮源、pH=7、接种量为5 %时对混合染料液的脱色率可达38.1 %、COD去除率可达68.6%。

关键词：印染废水；生物降解；固定化；条件优化

Abstract

Printing and dyeing wastewater composition complex, contains a lot of dyes, refractory organic pollutants, the contaminant such as surfactant, it has high chromaticity, high organic matter content and hazardous substances etc, to the serious water hazards. Traditional physical or chemical processing method, with the high operating costs, chemical waste, easy to produce large amounts of toxic sludge and the second pollution and other issues. Biological methods, by contrast, has the following characteristics: low operating cost, easy operation, high efficiency, no secondary pollution, etc, in the printing and dyeing wastewater treatment always occupies an important position. As a result, the development of efficient aerobic printing and dyeing wastewater degradation bacterium agent is the core of biological treatment technology.

This topic using the mixed liquid dyes on activated sludge domesticated, after screening strains isolated D-1 has good decolorizing effect on mixed dye liquid and COD removal efficiency. To biological immobilization process of D-1 strain, and carries on the optimization of growing conditions, in the absence of additional carbon source, yeast powder and nitrogen sources, pH=7, 5 % inoculated quantity of mixed liquid dye decolorization rate can reach 38.1%, COD removal rate can reach 68.6 %.

Key words: printing and dyeing wastewater;  biodegradation; immobilized; conditions optimization

第一章 绪论

1.1 研究背景

水污染严重地威胁着水资源和水环境安全，水污染的治理已成为全世界最为紧迫的环境问题之一。据报道^[1]，我国每年的污水排放量约为3.9×10⁹ t，并以1 %的速率递增。我国是纺织印染大国，纺织印染行业是废水排放大户，约占整个工业废水排放量的35 %。每生产1 t染料，将有2 %的产品随废水流失，而印染过程中损失更大，为所用染料的10 %左右，严重污染环境^[2]。据不完全统计，我国印染废水排放量约为每天3×10⁶~4 × 10⁶ m³，印染厂每加工100m织物，会产生3 t~5 t废水^[3]。1 m³未经处理的印染废水排出，将会使20 m³的自然水体受到影响。我国在进入世界贸易组织后，纺织印染等行业得到了快速的发展，每年增长的速率都超过10%，相应地印染废水的排放量迅速增加，然而废水的处理技术和条件很难跟上印染行业增长的速度，导致污染物排放总量出现上升趋势。目前国内大部分大型印染企业建有废水处理设施，但是有的不经处理直接排放或是未达标排放，一些小型的印染企业根本就没有废水处理设施，废水直接排入周边河流，给周边环境造成了严重影响。因而要实现印染行业的可持续发展，必须全面解决印染行业的污染问题。

1.2 印染废水的特点

不同印染厂加工工艺不同，一般主要有前处理(包括烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等工序)、染色、印花和整理等工序。印染加工过程中各工序排出的废水组成了印染废水。印染废水有以下特点^[4]：

(1)水量大。纺织印染行业是纺织工业中用水量较大的行业。据1999年统计，全国国有纺织企业和销售额500万元以上的非国有纺织企业用水60. 6亿 m³，其中新鲜用水量(取水量)为34.1亿 m³。在新鲜用水中，各类纺织印染行业为18亿m³。其余均为纺纱、制造过程中空调用水。

(2)可生化性差。印染工艺过程中排放的废水所含的有机污染物，主要以人工合成有机物为主，由剩余染料(染料的上染率一般为80 %~90 %，因此染色加工过程中的10 %~20 %染料排入废水中)和大量助剂(匀染剂、渗透剂、柔软剂、油剂等)产生。有些染料、染料母体及染料降解产物在自然界中是致癌和致突变的，废水毒性较大。其共同的特点是BOD₅/COD值均很低，一般在0. 1~ 0. 2，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD₅/COD值提高到0. 3左右或更高些，以利于进行生化处理。

(3)pH值变化大。由于不同纤维织物在印染加工中所使用的工艺不同，在染色或印花中为使染色溶液和印花色浆更好地上染到不同织物上，需要在不同pH值条件下进行染色，因此，不同纤维织物在印染加工中所排放废水的pH值是不同的。一般来说，由于棉及其混纺织物印染加工中很多工艺都需要加入碱，造成废水中pH值较高。

(4)色度高。染料随纺织废水排放到环境，甚至在低浓度(lt;1mg/L)下，依然可见度很高，有的色度可高达4000倍以上。减弱了水体的透光性，阻碍溶解氧渗透到自然水体，影响水生生物的生长。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理。

1.3 印染废水的处理方法

印染废水既含有剩余染料，又含有相当量的助剂及纤维上被去除的各种天然有机污染物和人工合成的有机污染物。因此，印染废水总体上属于含有一定色度、一定量难生物降解物质的有机性废水。针对不同类型的印染废水，在实际中常用的处理方法有：物理法、化学法及生物处理技术。

1.3.1物理法

1.3.1.1 吸附法

在物理化学法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面或被过滤除去。

活性炭至今仍是印染废水脱色的最好吸附剂^[5]。两级联合作用，色度总去除率达92.17 %，COD去除率达91.15 %，达到了纺织工业部洗涤用水标准，可回用于生产中洗涤工序。活性炭对染料的吸附具有选择性，能有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料等水溶性染料，但不能吸附悬浮固体和不溶性染料^[6]；而且，活性炭再生费用昂贵，所以活性炭不能直接用于原始印染废水的处理，一般用于量少、浓度较低的染料废水处理或深度处理。

1.3.1.2 膜分离法

膜分离技术是近几十年发展起来的一类新型分离技术，主要通过孔径筛分作用达到分离、净化和处理的目的。应用于印染废水处理的主要有超滤、纳滤和反渗透膜技术^[7]。