废水治理中生物酶技术应用的探索
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摘要：生物酶技术在废水处理中起到重要的作用，能高效迅速降解污染物浓度，提高废水的可生化性和改善环境污染的状况。本文对生物酶技术在废水治理中的应用进行了分析。
关键词:酶催化技术优点废水处理
一、酶催化技术
酶技术由于其工作条件温和,反应效率高,成本低廉,操作范围宽,能合成或处理难降解有机物,在废物治理、回收利用等领域得到广泛的应用。由于传统的生物方法对印染废水中污染物的去除往往不够理想，面对日益严峻的全球化环境污染问题，探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。国内外许多学者致力于将环境工程技术与生物技术结合发展，产生了生物强化技术，所以以环境生物技术为新技术体系解决环境污染成为当今乃至未来发展的方向。酶与酶技术的开发与应用是环境生物技术中重要的部分，为环境污染治理提供了新的技术手段。
二、生物酶技术处理污染物的机理
通过酶催化技术来去除污染物，是采用不同于普通微生物菌的系列生物酶、菌结合技术，通过酶打开污染物质中更复杂的化学链，将其迅速降解为小分子，从高分子有机物降解为低分子有机物或CO2、H2O等无机物，降低COD值，从而达到去除污染物的目的，大大降低污水处理费用。
生物酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基，然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物处理相比，酶处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重复使用等优点。
三、生物酶技术的应用
针对目前印染废水的处理现状，应用生化工程技术与环境科学技术相结合，通过应用系统方法，对高效酶类的选用与开发、酶固定化载体的选择、酶生物反应器的研究与制造，以成本低、速度快、效率高、安全简便的操作解决环境污染中的废水处理问题。开发出新一代的环保用酶制剂和酶生物反应器系列产品，并且使该技术得到应用。即应用生物酶催化技术处理高难度印染废水，取得了一定的效果。印染废水中主要难降解物质是表面活性剂以及活性染料、阳离子染料等，采用针对性生物酶和微生物可直接分解上述污染物。在印染废水处理工艺中，投加专性生物酶，通过特殊生物酶的催化作用，增加废水的可生化性，出水可达到相应标准，并且在运行过程中，降低运行成本和工作强度，减少对环境的污染。
1.酶催化技术应用案例
某织染厂目前主要从事化纤染织生产，随着生产的发展、规模的扩大，日排放印染废水400m3，为了保护环境，某市环保部门加大力度督促现有印染厂的污染治理。同时随着环保意识的提高，生产企业决定在厂内建设废水处理设施，处理能力为400m3/d.
废水的主要污染成分为：活性染料、分散性染料、酸性染料、浆料、助剂等。因此确定设计进水水质。
参照《污水综合排放标准))GB8978―1996及《纺织染整工业水污染物排放标准)GB4287―1992 中的一级排放标准，确定处理后的水质目标。
由于印染废水中COD 浓度高，BOD/COD=0.2 左右，可生化性差，同时废水中含有苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及各种助剂污染物，增加了废水的处理难度，采用传统处理工艺不仅处理流程复杂，处理时间长，投资及运行费用增加，而且难以去除污染物。针对以上问题，决定采用生物酶催化技术处理印染废水，特定的生物酶可以高效迅速降解COD，提高废水的可生化性，同时可大大降解染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物，将其转化为小分子易生物降解的污染物。为后续生化处理创造有利条件，不仅工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理，而且可以达标排放。即采用物化法+ 酶催化+ 厌氧+ 好氧的处理系统，废水处理效果好。
生物酶催化处理设施经过半个月的运行，可以看出，生物酶催化技术应用于难降解印染废水处理中，可以迅速高效去除污染物，酶催化进水中COD=1200--1250mg/L、BOD=400mg/L、SS=150―170mg/L，运行稳定后酶催化出水中COD=340mg/L、SS=66mg/L，其中BOD/COD=0.58，COD 去除率可以达到72％以上，提高废水的可生化性，整个处理系统最终出水中COD=68mg/L，大大优于排放标准，同时特定的生物酶可将印染废水中苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物，降解为小分子的有机物，很好的解决了印染废水中难降解有机物的降解问题，为后续生化处理创造有利条件，不仅可以减小构筑物的结构，同时可降低投资和运行成本。
2.酶催化技术优势
应用酶催化技术处理印染废水，可以高效迅速的降解废水中的污染物浓度，包括COD、BOD、染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及废水中的各种助剂污染物，并可提高废水的可生化性，为后续处理创造条件。
（1）污水处理效率高，出水水质好。与传统方法比较，酶促污水处理效率高出几十倍。BOD5 的容积负荷为BOD525kg/m3，氨氮负荷为1.5kg/m3，一级处理COD 去除率达90％以上，氨氮去除率达98％以上，SS 去除率达90％以上。出水水质可达到相关标准。
（2）有效处理高浓度难降解废水，尤其是高浓度难降解印染废水。
（3）技术适应性强。生物酶可在常温常压、温和的反应条件下进行高效的催化反应，污染物中难降解物质在酶的催化下能得以处理，降解速度快，反应时间短，并且生物酶稳定性较高，有利于底物、产物的分离，可以在较长时间内连续装柱反应，其反应过程可以严格控制，可实现连续化、自动化的废水处理，提高了酶的利用效率，降低处理成本，大大提高处理效果；应用酶法处理废水，较之细菌法处理，生物催化直接，不产生因菌团生化过程产生的臭味和生物渣体，与目前的印染废水处理工艺相比，本工艺反应速度快、高效、直接。
（4）生物酶反应器需氧量小，不需要搅拌，可在常温下进行，在创造高效的同时实现了低能耗，是一种节能型的废水处理设备；其副产物少，载体只要简单的正压与负压反冲洗即可清除附着物；反应器的容积负荷可以根据进水水量与水质进行任意调节和控制，大大提高效率，降低工程投资成本；多级生物酶反应器可根据废水处理量，设并联或者串联，连接用管阀自动开启或闭合。
（5）酶生物反应器较之传统的生物滤池等菌群处理方法，基本无污泥产生，运行方便，操作简单，大大降低运行成本。在酶的参与下，提供同化作用和异化作用，得到最终的产物CO2和H20，较之固定化细胞作用更直接，减少菌群处理过程需要碳源与营养才能进行转化的过程，可在200℃～50℃条件下运行。载体结构设计科学，使得好氧、兼氧、厌氧菌种能共存于一体，许多难以用好氧微生物直接处理的难降解有机物可先经厌氧水解成小分子化合物，再经好氧代谢成无机物。
（6）运行中无不良气味，不产生池蝇。
（7）建设投资和运营成本显著下降。项目建设投资少，运行成本低。占地面积仅为传统方法的2/5―2/10，池容量仅为普通曝气池20％左右。项目建设投资为传统方法的65％左右，运行成本为传统方法的50％。
四、结束语
总之，酶催化技术可以高效迅速的去除印染废水中高浓度的COD 和BOD，大大提高废水的可生化性，同时对于染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物，有一定的降解作用，使之从复杂的大分子有机物状态降解为小分子有机物，为后续处理创造有利条件，并缩短了处理时间，减少了建设投资及处理费用，具有广阔的市场前景，必将产生具大的经济效益和社会效益。
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