專利名稱：一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)有機(jī)廢水的處理方法，尤其是指一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理
高濃度染料廢水的方法，適用于含偶氮類染料的有機(jī)廢水。
背景技術(shù)：
染料廢水是國內(nèi)外公認(rèn)的難處理工業(yè)廢水之一，其處理難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下兩方 面一是色度高，難以高效脫色；二是C0D^濃度高，水中大部分的有機(jī)物B0D5/C0D^值在 0.3左右，可生化但難以生化。普通的菌類生物直接處理很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因?yàn)槿玖蠌U水 中大都有機(jī)物本身有較強(qiáng)的生物毒性，會(huì)抑制微生物的活性，影響COD^去除和脫色效果。 現(xiàn)通常采用在普通的菌類生物處理技術(shù)前增加預(yù)處理方法。廢水經(jīng)過預(yù)處理后可大大改善 廢水水質(zhì)，有利于下一步的生物處理，以達(dá)到最終去除污染物的目的。因此預(yù)處理方法就成 為染料廢水處理工藝中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一。 染料廢水預(yù)處理方法很多，其中最常見的是物理法如采用活性炭吸附，它雖然能 夠吸附去除水體中部分的有機(jī)物，但是活性炭使用周期短，再生困難，再生后的活性炭吸附 能力明顯下降，而且對(duì)于可溶性的染料，吸附效果不佳。近些年來， 一些高級(jí)氧化技術(shù)如超 聲氧化法也成為預(yù)處理染料廢水的熱點(diǎn)方法之一，但是單一地使用超聲氧化法降低染料廢 水的色度和COD&濃度，效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是鑒于傳統(tǒng)的活性炭吸附工藝、超聲氧化法和普通生物法中存在的 不足之處，將超聲與酶技術(shù)、活性炭吸附三者結(jié)合來預(yù)處理染料廢水，它能有效地降低染料 廢水的色度、提高廢水的可生化性等，這為后續(xù)的普通生物處理提供了有利的降解條件。
為達(dá)到此目的所采取的技術(shù)方案是在聲化學(xué)反應(yīng)器中裝入處理過的吸附劑活性 炭，活性炭表面和孔隙中附著酶，將染料廢水中的大顆粒懸浮物過濾去除后，引入聲化學(xué)反 應(yīng)器，在曝氣的作用下，使活性炭成流化狀態(tài)，調(diào)節(jié)聲化學(xué)反應(yīng)器的頻率40kHz和功率40W， 利用超聲波輻射活性炭，活性炭對(duì)水中的染料進(jìn)行吸附，附著活性炭的酶對(duì)染料進(jìn)行氧化 與分解，使活性炭的吸附能力不斷恢復(fù)，預(yù)處理后的廢水流入生物反應(yīng)器，再進(jìn)行生物進(jìn)一 步降解處理。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 (1)對(duì)染料的降解效果好由于曝氣和水壓的作用下，活性炭能與廢水充分接觸，
保證了活性炭吸附和酶的氧化作用協(xié)同進(jìn)行，對(duì)染料的降解效果高效穩(wěn)定。
(2)超聲波既強(qiáng)化了酶的活性，使酶氧化染料能力更強(qiáng)，又強(qiáng)化了活性炭的吸附脫
色能力。 (3)超聲波空化產(chǎn)生的氧化能力極強(qiáng)的 OH和11202，使得酶法催化水體中的氧氣 形成更多的 OH過程中不需要再額外添加H202試劑。 (4)酶是從生物體內(nèi)提取的一種具有高催化性的蛋白質(zhì)類，耐毒能力比一般微生
3物高得多，由于染料廢水中大都有機(jī)物本身有較強(qiáng)的生物毒性，會(huì)抑制一般微生物的活性， 而通過添加酶試劑，則可以增強(qiáng)了水體中染料的降解效果。 (5)由于酶被固定在活性炭上，在反應(yīng)過程中不易流失，活性相對(duì)穩(wěn)定。吸附在活 性炭上的染料有機(jī)物被酶不斷氧化，使得活性炭可以不斷脫附、再生，延長了活性炭的使用 周期。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :對(duì)甲基橙廢水的處理 如圖1所示，將C0D^濃度為500mg/L的甲基橙廢水5000ML通入聲化學(xué)反應(yīng)器中， 裝入處理過的顆粒狀活性炭，活性炭的粒徑為1.5-4. Omm，活性炭的表面和孔隙中附著有 漆酶，對(duì)活性炭和水進(jìn)行曝氣。調(diào)節(jié)聲化學(xué)反應(yīng)器的頻率40kHz，功率40W，溫度控制15 35t:，染料廢水在聲化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為10min。經(jīng)過活性炭吸附和超聲、漆酶降解的 甲基橙廢水，脫色率達(dá)到70%， BOD5/CODtt值大于0. 7，廢水的可生化性提高，完全滿足后續(xù) 生物法處理要求。后續(xù)生物處理采用SBR反應(yīng)器，控制MLSS為3000mg/L， DO為3. Omg/L， 最后處理出水達(dá)到污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
實(shí)施例2 :對(duì)實(shí)際染料廢水的處理
實(shí)際染料廢水中主要成分是偶氮類染料。 如圖2所示，將COD&濃度為2000mg/L的實(shí)際染料廢水5000ML去除大顆粒懸浮物 后通入聲化學(xué)反應(yīng)器中，裝入處理過的顆粒狀活性炭，活性炭的粒徑為1. 5-4. Omm，在活性 炭的表面和孔隙中附著有漆酶，對(duì)活性炭和水進(jìn)行曝氣。調(diào)節(jié)聲化學(xué)反應(yīng)器的頻率40kHz， 功率40W，溫度控制15 35t:，染料廢水在聲化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為10min。經(jīng)過活性炭 吸附和超聲、漆酶降解的實(shí)際染料廢水，脫色率達(dá)到60%， BOD5/COD&值大于0. 5，廢水的可 生化性提高，完全滿足后續(xù)生物法處理要求。后續(xù)生物處理采用SBR反應(yīng)器，控制MLSS為 3000mg/L， DO為3. Omg/L，最后處理出水達(dá)到污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
權(quán)利要求
一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法，在聲化學(xué)反應(yīng)器中裝入經(jīng)過處理后的活性炭，將染料廢水通入聲化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于在曝氣條件下，活性炭呈流化狀態(tài)，用頻率40kHz，功率40W的超聲波輻射附著有酶的活性炭，活性炭和酶對(duì)水體中的染料分別進(jìn)行吸附和降解，預(yù)處理后的染料廢水流出聲化學(xué)反應(yīng)器，再進(jìn)入生物反應(yīng)器進(jìn)一步降解。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法，其特征在于所述的酶為漆酶、木質(zhì)素酶中一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法，其特征在于所述的活性炭為顆粒狀，其粒徑為1. 5-4. 0mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法，其特征在于所述的生物反應(yīng)器為SBR反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波協(xié)同酶技術(shù)處理高濃度染料廢水的方法，在聲化學(xué)反應(yīng)器中裝入經(jīng)過處理后的活性炭，活性炭表面和孔隙中附著有酶，將染料廢水中的大顆粒懸浮物過濾去除后，通入聲化學(xué)反應(yīng)器，在曝氣條件下，活性炭呈流化狀態(tài)，用頻率40kHz，功率40W的超聲波輻射附著有酶的活性炭，通過超聲-酶技術(shù)的耦合作用，產(chǎn)生了氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基，以及活性炭自身的吸附脫色反應(yīng)，從而提高了廢水的可生化性，預(yù)處理后的染料廢水流出聲化學(xué)反應(yīng)器，再進(jìn)入生物反應(yīng)器進(jìn)一步降解。將本發(fā)明作為高濃度染料廢水的預(yù)處理方法時(shí)，其廢水的脫色明顯，可生化性得到極大提高。
文檔編號(hào)C02F3/34GK101734803SQ20091025159
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者唐志國, 汪家權(quán), 程建萍, 陳長琦 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)