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酶催化技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用

來源：印染在線　發(fā)布時間：2010年02月24日

孫祥章，齊愛玖，宋守清

印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶。據(jù)資料不完全統(tǒng)計, 全國印染廢水每天排放量為3×10 6～4×10 6m3。且具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點, 屬難處理的工業(yè)廢水。近年來由于PVA 漿料、人造絲堿解物、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水, 使得生產(chǎn)過程中排放的廢水中污染物變得越來越復(fù)雜, 處理的難度也在不斷增大。印染廢水在處理工藝技術(shù)上難點主要是兩個方面: 一是COD 濃度難以降解, 二是高色度廢水難以脫色。目前國內(nèi)比較常用的印染廢水處理工藝, 主要分為兩大類: 物化法: 加入絮凝劑進行沉淀或氣浮, 去除廢水中的污染物。由于加藥費用高、去除污染物不徹底、污泥量大并難以進一步處理, 會產(chǎn)生一定的二次污染, 一般不單獨使用; 生化法: 利用微生物的作用, 使污水中有機物降解、吸附而去除。由于近年來, 大量難生化降解有機物進入印染廢水, 傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。根據(jù)《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB4287- 1992) , 除Ⅲ類廢水排放指標(biāo)變化不大外, 國家增加了I 類和Ⅱ類印染廢水BOD、COD、色度、懸浮物、氨氮、苯胺類、二氧化氯等指標(biāo)的排放限定。印染廢水達標(biāo)排放是印染行業(yè)急需解決的問題。因此開發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水處理技術(shù)成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的課題。1 酶催化技術(shù)由于傳統(tǒng)的生物方法對印染廢水中污染物的去除往往不夠理想, 面對日益嚴(yán)峻的全球化環(huán)境污染問題, 探求高效、低耗、投資省的印染廢水處理新技術(shù)已日顯重要。國內(nèi)外許多學(xué)者致力于將環(huán)境工程技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合發(fā)展, 產(chǎn)生了生物強化技術(shù), 所以以環(huán)境生物技術(shù)為新技術(shù)體系解決環(huán)境污染成為當(dāng)今乃至未來發(fā)展的方向。酶與酶技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是環(huán)境生物技術(shù)中重要的部分, 為環(huán)境污染治理提供了新的技術(shù)手段。1.1 酶催化技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀生物

酶是一種對環(huán)境友好的生物催化劑,具有較大優(yōu)越性。如反應(yīng)速度快、處理條件( 如溫度、pH 值等) 較溫和、操作安全易控制和可取代強堿等化學(xué)品。生物酶僅對特定的底物起作用, 對基質(zhì)損傷小, 處理產(chǎn)生的廢水可生物降解, 降低水及能源的消耗。酶作為生物催化劑是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要一環(huán), 它廣泛應(yīng)用于輕工、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、環(huán)保等行業(yè), 酶制劑生產(chǎn)已成為21 世紀(jì)的新興產(chǎn)業(yè)之一, 即利用酶的催化特性對對象進行有用物質(zhì)的生產(chǎn)或有害廢物的分解。幾年來,環(huán)保用酶制劑與酶技術(shù)已經(jīng)開始引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。我國從20 世紀(jì)60 年代開始注意酶工程研究和酶制劑的開發(fā),與國外在這方面的研究相比, 國內(nèi)環(huán)保用酶的研究工作剛剛起步, 在實現(xiàn)工業(yè)化、商品化應(yīng)用方面基本處于空白。國內(nèi)酶制劑工業(yè)的現(xiàn)狀是投入少、缺乏核心技術(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、品種單一, 重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重, 酶制劑應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于淀粉加工、洗滌劑工業(yè)等, 影響了酶制劑行業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的開拓。環(huán)保用酶受此影響, 處理成本高, 使用推廣慢。1.2 環(huán)保用酶催化技術(shù)應(yīng)用歷史采用酶制劑進行廢水處理已經(jīng)有相當(dāng)長的研究歷史,近幾年得到較快的應(yīng)用。酶與酶技術(shù)的應(yīng)用對解決生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液的無害化處理帶來嶄新的突破, 對環(huán)保領(lǐng)域帶來新的技術(shù)革命具有積極的意義。第一, 在產(chǎn)品加工過程中用酶來替代化學(xué)品( 生物過程代替化學(xué)過程反應(yīng)溫和) 可以降低生產(chǎn)活動中的污染水平, 有利于實現(xiàn)工藝過程生態(tài)化或無廢生產(chǎn), 真正實現(xiàn)清潔生產(chǎn); 第二, 酶作為生物催化劑, 只對產(chǎn)品內(nèi)容起作用, 使產(chǎn)品在過程中產(chǎn)生的污染大大減少, 利于環(huán)境保護; 第三, 酶的反應(yīng)條件溫和, 專一性強, 催化效率高等自身的特點, 決定了對污染物處理和環(huán)境監(jiān)測具有高效、快速、可靠的優(yōu)點。因此, 酶工程技術(shù)在環(huán)境治理領(lǐng)域具有廣闊的前景。隨著高效酶制劑的大量生產(chǎn)、酶固定化技術(shù)、酶反應(yīng)器等技術(shù)研

究的不斷成熟, 環(huán)保用酶與酶技術(shù)在廢水處理工程實踐方面得到了長足的發(fā)展。早在20 世紀(jì)80 年代, 固定化酶已被用于水和空氣的凈化。國外利用固定化酶處理工業(yè)廢水的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟, 將能處理廢水的酶制成固定化酶, 根據(jù)所處理物質(zhì)的不同, 選用不同的固定化酶。也可以裝成多酶酶柱, 以彌補單一酶的局限性。如果某些酶不能并存, 就各自單獨裝柱。

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