堿性印染廢水中壬基酚聚氧乙烯醚去除技術(shù)
生活污水和天然水體中NPEO的去除和降解一直是相關(guān)研究的主體，而厭氧、好氧環(huán)境下NPEO的微生物降解途徑則是研究的核心.作為水體中NPEO的另一個重要來源——工業(yè)廢水，NPEO的分布和去除則一直缺乏相應(yīng)的研究.工業(yè)廢水中NPEO如何降解?其惡劣水質(zhì)對NPEO微生物降解的影響如何?現(xiàn)有工業(yè)廢水處理工藝在NPEO去除過程中效果怎樣?本研究試圖通過這些問題的回答，就如何控制工業(yè)廢水NP污染提出建議。
1 引言
壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)由于價格優(yōu)勢和可調(diào)的親水親油平衡值(HLB)在多種工業(yè)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用.隨著分子中環(huán)氧乙烷(EO)加成數(shù)的增加，NPEO從親油(加成數(shù)1~3)向親水性(加成數(shù)7以上)變化，可制備成乳化劑、潤濕劑、洗滌劑、增溶劑等不同用途的印染助劑，成為印染行業(yè)中不可或缺的一種添加劑。
pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。
NPEO由NP和環(huán)氧乙烷聚合生成，進入環(huán)境后通過多種途徑轉(zhuǎn)化成NP、NP(1~3)EO和NP(1~3)EC，這些物質(zhì)由于具有一定的雌激素效應(yīng)，會對水體生物產(chǎn)生一定的影響.因此，各國環(huán)境機構(gòu)及行業(yè)機構(gòu)紛紛限定了其在各類產(chǎn)品中的使用。
牛仔布生產(chǎn)過程中，除了使用到的印染助劑需要添加NPEO外，特有的漂洗過程也大量使用添加了NPEO的高效復(fù)配洗滌劑，其排放的廢水中NP和NPEO濃度遠大于其他印染廢水.因此，研究該類廢水中NPEO在常規(guī)印染廢水處理流程下的轉(zhuǎn)化具有更重要的實際意義.基于此，本文通過靜態(tài)和動態(tài)連續(xù)降解實驗，揭示壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)在堿性牛仔布印染廢水中的去除規(guī)律.
2 實驗部分
2.1 模擬牛仔布印染廢水
牛仔布混合廢水來自生產(chǎn)過程中的多個環(huán)節(jié)，其中，漿染、印染和漂洗廢水排放量較大，絲光工藝水量*小.由于靛藍和硫化黑染料使用過程需要加堿，漿染、印染排水pH一般較高，絲光工藝排水堿性更強.因此，盡管漂洗廢水量大且接近中性，但廢水混合后的pH值通常會大于11。
本實驗原水模擬牛仔布印染混合廢水，平均COD為600~700 mg ˙ L-1，由蔗糖(0.64 g ˙ L-1)和其他營養(yǎng)成分組成，硫化黑和靛藍兩種染料投加量分別為0.13 g ˙ L-1和0.032 g ˙ L-1，通過添加氫氧化鈉(約0.034 g ˙ L-1)保持廢水pH值在9~11之間;另外，還添加保險粉(Na2S2O4，0.038 g ˙ L-1)、小蘇打(NaHCO3，0.08 g ˙ L-1)、硫化鈉(Na2S，0.13 g ˙ L-1)等印染加工過程中常用的助劑.實驗用NPEO采用工業(yè)級TX-10，投加量為6.25~12.5 mg ˙ L-1.
2.2 實驗過程
實驗分3個階段：①一階段批式實驗，考查厭氧環(huán)境不同pH條件下，NPEO的降解產(chǎn)物和降解效率;②第二階段批式實驗，考查好氧環(huán)境不同pH條件下，NPEO的降解產(chǎn)物和降解效率;③第三階段模擬印染廢水處理工藝，考查連續(xù)處理中NPEO的降解產(chǎn)物和降解效率.
一階段批式實驗采用6個30 L容器，分為3組，每組2個.各組pH值通過投加氫氧化鈉分別設(shè)定為9.0、9.6和10.2.馴化時植入6 L生活污水處理廠剩余污泥和20 L人工印染配水，每隔2~3 h加氫氧化鈉以維持初始pH值，每日厭氧攪拌處理8 h，靜置后撇除處理水，次日投入原水重復(fù)實驗，直至系統(tǒng)COD處理效果穩(wěn)定完成馴化.采樣階段系統(tǒng)按原方案繼續(xù)運行，每天分別在反應(yīng)6 h和8 h后采樣，連續(xù)6~8 d.水樣200 mL，投加甲醇和硫酸抑制微生物反應(yīng)，置于低溫冰箱冷藏保存，次日進行目標物測定.
第二階段所用裝置及馴化和采樣過程與一階段類似.除攪拌器外，裝置增加曝氣設(shè)備以維持混合液中溶解氧濃度為4 mg ˙ L-1，原水pH值設(shè)定為4.5、7.5和9.6.采樣時間為反應(yīng)后3、6及8 h.
第三階段連續(xù)實驗在平行的兩套模擬設(shè)備中進行，設(shè)備配置相同(圖 1).水解酸化池采用厭氧折板反應(yīng)器，池底保留污泥層，水流上升段增設(shè)填料，馴化后填料上附著污泥.活性污泥曝氣池單元出水經(jīng)豎流沉淀池泥水分離后排出，沉淀污泥經(jīng)蠕動泵回到曝氣池前端，剩余污泥據(jù)累積量不定期排出。
進水堿性設(shè)定pH值11，其他成分同前兩階段配水，各段水力停留時間如下：厭氧水解段9.6 h，好氧曝氣段12.7 h，沉淀段3.84 h.采樣點設(shè)置在原水進水點、水解酸化出水口和末端出水口.經(jīng)過一個多月馴化，出水常規(guī)指標達到印染排水水質(zhì)要求，此后連續(xù)采樣檢測7 d。