[发明专利]一种印染行业废水污染的快速识别和定量分析的方法

说明书

技术领域

本发明属于市政与工业废水水质检测领域，具体涉及一种印染行业废水污染的快速识别和定量分析的方法。

背景技术

印染行业作为我国最具优势的传统支柱行业之一，是工业用水和废水排放的大户，属于重点污染行业。印染废水的典型特征是水量水质变化大、成分复杂、有机物含量高、盐分高、色度深、可生化性差，属于难处理的工业废水。其中所含的大量偶氮染料在通常条件非常稳定，但在还原性条件下容易发生偶氮键破裂，产生具有致畸、致癌和致突变作用的芳香胺类化合物。此类废水若不经处理直接排放到自然环境中，不仅降低水体透明度，破坏水体生态平衡，还会影响到人类的健康。因此加强印染废水处理与排放的管理，对于保护生态环境和人类健康具有重要的意义。

以水解酸化-好氧活性污泥为代表的二级生化处理工艺已成为当前我国印染行业废水处理的主流工艺。印染废水经过二级生化处理后虽然不具有原来染料的颜色，但仍然普遍呈现较高的黄褐色色度。我国自2013年起执行的《纺织染整工业水污染物排放标准》对印染企业污水排放提出了更高要求。然而印染废水的二级生化处理出水仍具有较高的色度和化学需氧量COD值，特别是在太湖流域，难以达到50mg/L的排放限值(DB32/1072-2007)。经过生化处理的印染废水仍然含有较高的芳香胺类化合物，会对接纳水体的生态环境产生一定的影响，但由于此类废水不具有明显的染料颜色，难以通过肉眼区分识别。此外印染废水排入到城市生活污水处理厂中会影响出水水质，且现有强化混凝工艺对印染废水二级生化处理出水中的黄色色度去除效果较差，因此需要一种快速识别印染废水的方法，用于水处理过程中的快速监测以及环境污染事件中污染源的识别和责任认定。

利用气相质谱或液相质谱对残余染料分子进行监测，存在着操作复杂且目标污染物难以选择等问题，而三维荧光光谱具有灵敏性、选择性和使用方便等特点，近年来被用于确定地下水煤层、海洋油污、垃圾渗滤液等污染来源。对于印染废水的三维荧光光谱，报道较少。目前已发表的几篇文章主要运用三维荧光光谱表征处理工艺的去除效果，但其中对三维荧光光谱的解释部分存在错误与不足，主要表现在(1)把三维荧光光谱中发射波长(Em)在460nm附近的三个不同激发波长(2Ex)的荧光峰认为是来源于不同的腐殖质，且没有认识到印染废水荧光光谱的特殊性；(2)没有指出三维荧光光谱中的类蛋白荧光是来自废水中的芳香胺类结构。

中国专利申请号201010289737.1，申请日：2010年9月21日，公开了一种快速鉴别污水处理厂进水中垃圾填埋场渗滤液的方法，涉及一种快速判断渗滤液是否非法排入污水处理厂的方法，该申请案的主要步骤是：取污水厂剩余活性污泥，离心得上清液，再用0.45μm滤膜滤掉上清液中悬浮物得到样品，再在激发波长200-500nm，发射波长为250-600nm，狭缝宽度为5nm，扫描速度为1200nm/min下，每隔2nm取一个点，对样品进行三维荧光光谱测定，得到数值化三维荧光谱图，如样品的荧光峰仅为类富里酸(Ex 240/Em 440nm)和类腐殖酸物质(Ex 330/Em 420nm)，而无类蛋白质物质，表明污水处理厂进水中存在垃圾填埋场渗滤液，反之则表明进水中无渗滤液。然而该专利中所引用的荧光区域综合指数法(Environmental Science&Technology，2003，37(24)：5701-5710)对荧光峰的解释和定义是不正确的，忽视了荧光团的电子在不同波长入射光的激发下，可以跃迁到不同的激发态，但由于分子弛豫，荧光通常只发生在从第一激发态落到基团的过程，导致具有相似的发射波长。如腐殖质协会所提供的富里酸和腐殖酸标准样品的三维荧光图所示(http://www.humicsubstances.org/spectra.html)，都会在Ex 240/Em 440nm和Ex 330/Em420nm附近具有两个荧光峰。该专利通过类腐殖质与类蛋白荧光信号的有无来进行定性判断，然而在三维荧光谱图同时具有蛋白类和腐殖质类荧光的条件下，逻辑上难以判断污水处理厂是否存在少量垃圾渗滤液的排入。此外，荧光光谱法在运用过程中，受仪器品牌、光源强度、光栅狭缝、光电倍增管响应灵敏度等仪器参数的影响，难以对不同测试结果进行定量分析比较。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对目前印染行业废水缺乏有效的定量的环境影响评价指标的问题，本发明提供了一种印染行业废水污染的快速识别和定量分析的方法。本方法充分利用印染行业废水的三维荧光光谱所普遍具有的三个特殊荧光峰，可以快速灵敏地识别环境样品是否受到印染行业的废水污染，且可以实现对不同环境样品测试结果间的定量分析比较的目的。