申请日2009.12.28
公开(公告)日2010.06.16
IPC分类号C02F3/34; C02F1/28; C02F1/36
摘要
本发明涉及一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，在声化学反应器中装入经过处理后的活性炭，活性炭表面和孔隙中附着有酶，将染料废水中的大颗粒悬浮物过滤去除后，通入声化学反应器，在曝气条件下，活性炭呈流化状态，用频率40kHz，功率40W的超声波辐射附着有酶的活性炭，通过超声-酶技术的耦合作用，产生了氧化能力极强的羟基自由基，以及活性炭自身的吸附脱色反应，从而提高了废水的可生化性，预处理后的染料废水流出声化学反应器，再进入生物反应器进一步降解。将本发明作为高浓度染料废水的预处理方法时，其废水的脱色明显，可生化性得到极大提高。
权利要求书
1.一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，在声化学反应器中装入经过处理后的活性炭，将染料废水通入声化学反应器，其特征在于：在曝气条件下，活性炭呈流化状态，用频率40kHz，功率40W的超声波辐射附着有酶的活性炭，活性炭和酶对水体中的染料分别进行吸附和降解，预处理后的染料废水流出声化学反应器，再进入生物反应器进一步降解。
2.根据权利要求1所述的一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，其特征在于：所述的酶为漆酶、木质素酶中一种。
3.根据权利要求1所述的一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，其特征在于：所述的活性炭为颗粒状，其粒径为1.5-4.0mm。
4.根据权利要求1所述的一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，其特征在于：所述的生物反应器为SBR反应器。
说明书
一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种工业有机废水的处理方法，尤其是指一种超声波协同酶技术处理高浓度染料废水的方法，适用于含偶氮类染料的有机废水。
背景技术：
染料废水是国内外公认的难处理工业废水之一，其处理难点主要表现在以下两方面：一是色度高，难以高效脱色;二是CODCr浓度高，水中大部分的有机物BOD5/CODCr值在0.3左右，可生化但难以生化。普通的菌类生物直接处理很难达到预期目标，因为染料废水中大都有机物本身有较强的生物毒性，会抑制微生物的活性，影响CODCr去除和脱色效果。现通常采用在普通的菌类生物处理技术前增加预处理方法。废水经过预处理后可大大改善废水水质，有利于下一步的生物处理，以达到最终去除污染物的目的。因此预处理方法就成为染料废水处理工艺中一个关键技术之一。
染料废水预处理方法很多，其中最常见的是物理法如采用活性炭吸附，它虽然能够吸附去除水体中部分的有机物，但是活性炭使用周期短，再生困难，再生后的活性炭吸附能力明显下降，而且对于可溶性的染料，吸附效果不佳。近些年来，一些高级氧化技术如超声氧化法也成为预处理染料废水的热点方法之一，但是单一地使用超声氧化法降低染料废水的色度和CODCr浓度，效果不明显。
发明内容：
本发明目的是：鉴于传统的活性炭吸附工艺、超声氧化法和普通生物法中存在的不足之处，将超声与酶技术、活性炭吸附三者结合来预处理染料废水，它能有效地降低染料废水的色度、提高废水的可生化性等，这为后续的普通生物处理提供了有利的降解条件。
为达到此目的所采取的技术方案是：在声化学反应器中装入处理过的吸附剂活性炭，活性炭表面和孔隙中附着酶，将染料废水中的大颗粒悬浮物过滤去除后，引入声化学反应器，在曝气的作用下，使活性炭成流化状态，调节声化学反应器的频率40kHz和功率40W，利用超声波辐射活性炭，活性炭对水中的染料进行吸附，附着活性炭的酶对染料进行氧化与分解，使活性炭的吸附能力不断恢复，预处理后的废水流入生物反应器，再进行生物进一步降解处理。
与现有技术相比较本发明的优点是：
(1)对染料的降解效果好：由于曝气和水压的作用下，活性炭能与废水充分接触，保证了活性炭吸附和酶的氧化作用协同进行，对染料的降解效果高效稳定。
(2)超声波既强化了酶的活性，使酶氧化染料能力更强，又强化了活性炭的吸附脱色能力。
(3)超声波空化产生的氧化能力极强的·OH和H2O2，使得酶法催化水体中的氧气形成更多的·OH过程中不需要再额外添加H2O2试剂。
(4)酶是从生物体内提取的一种具有高催化性的蛋白质类，耐毒能力比一般微生物高得多，由于染料废水中大都有机物本身有较强的生物毒性，会抑制一般微生物的活性，而通过添加酶试剂，则可以增强了水体中染料的降解效果。
(5)由于酶被固定在活性炭上，在反应过程中不易流失，活性相对稳定。吸附在活性炭上的染料有机物被酶不断氧化，使得活性炭可以不断脱附、再生，延长了活性炭的使用周期。