混合微電解技術(shù)用于印染廢水處理

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印染廢水中所含的漿料、染料、助劑以及染料與織物的反應(yīng)物往往是難生物降解物質(zhì)，在處理印染廢水時需先將這些物質(zhì)分離、去除，再進(jìn)行生化處理。常規(guī)的預(yù)處理是投加混凝劑（ 如FeSO4、AlCl3等），蘇玉萍等人［1］的研究表明常規(guī)投藥需要的混凝劑用量 較大（如FeSO4的適宜投量為750～950mg/L），這樣會導(dǎo)致廢水的處理費用提高，實際運行 時將產(chǎn)生大量的泥渣，出水會變黃（投加FeSO4）。?最近，用混合微電解工藝在廣東某印染廠廢水處理的現(xiàn)場試驗中取得了很好的效果。

　　微電解去除印染廢水中污染物的主要作用機(jī)理為：

　?、?絡(luò)合、混凝作用，微電解反應(yīng)連續(xù)釋放的Fe2+成為絡(luò)合劑和高效混凝劑；

　?、?還原作用，微電解產(chǎn)生的新生態(tài)氫使某些染料的顯色基團(tuán)脫色；

　?、?氧化作用，微電解產(chǎn)生一定量的新生態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化性，可氧化一部分無機(jī)物和有機(jī)物。?

　　1、現(xiàn)場試驗

　　1.1 工藝流程在以往的微電解應(yīng)用中，大多數(shù)都將微電解工藝設(shè)計為固定床形式（類似石英砂過濾），讓廢水穿過靜止的微電解鐵屑層，在此過程中發(fā)生微電解反應(yīng)，但實際運行中發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計存在下述兩個問題：?① 運行一段時間后微電解工藝效率下降，這是由于鐵屑的表面出現(xiàn)了惰性層而阻止了微電解反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行；?② 由于印染廢水中存在織物纖維，易被微電解鐵屑層攔截而致堵塞。針對傳統(tǒng)微電解反應(yīng)器的缺點，將微電解反應(yīng)器設(shè)計為機(jī)械攪動式，這樣既可破壞鐵屑表面的惰性層，又可避免纖維堵塞。此外，強(qiáng)烈的攪動加快了反應(yīng)速度，可以加速產(chǎn)生Fe2+.部分廢水通過微電解反應(yīng)后，與原水直接混合能得到很好的處理效果，稱這樣的工藝為混合微電解技術(shù)，并將微電解反應(yīng)的出水與原水混合時的體積比稱作混合比。

　　廢水由集水池經(jīng)水泵提升后分成兩部分，第一部分進(jìn)入微電解反應(yīng)器，其流量可通過流量計控制；第二部分進(jìn)入混合池，與微電解出水混合后再沉淀，其流量也通過流量計控制。第一部分廢水在進(jìn)入微電解反應(yīng)器前，先加酸調(diào)節(jié)廢水的pH值為3左右。微電解反應(yīng)器的出水在與第二部分廢水混合時，需視廢水的pH值情況加入少量的石灰，調(diào)節(jié)出水的pH值為8～9，在此pH值范圍的沉淀狀況較好。沉淀后的上清液由上部排出，污泥則沉于池底，再經(jīng)排泥管定期排出。

　　1.2 試驗內(nèi)容2000年6月在廣東某印染廠的廢水處理站進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。該印染廠所用的染料絕大部分為活性染料，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的監(jiān)測結(jié)果，廢水中COD≤550mg/L，BOD5≤150mg/L，色度≤200倍，pH值為10～11.另外，廢水中SS含量很低，這是由于漂洗用水為 軟化水，漂洗過程很少有懸浮物進(jìn)入。因執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287—92）一級標(biāo)準(zhǔn)（COD≤100mg/L，BOD5≤25 mg/L，色度≤40倍），故應(yīng)控制的主要污染指標(biāo)是COD和色度。?現(xiàn)場試驗的設(shè)計流量為30L/h，每天從上午9點至下午6點連續(xù)運行，試驗內(nèi)容包括：?① 考察該工藝在連續(xù)運行情況下處理印染廢水的有效性；② 獲得合適的混合比；?③ 微電解處理出水的生化處理效果（主要為COD的去除）。

　　試驗設(shè)備主要有：折板式加酸混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；微電解反應(yīng)器，尺寸為300mm×500mm，反應(yīng)料厚為300mm，停留時間為0.5h；折板式混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；沉淀槽，豎流式沉淀池為500mm×800mm，停留時間為3.8h；曝氣沉淀槽，尺寸為50mm×800mm（與豎流式沉淀池結(jié)構(gòu)類似，中心曝氣筒尺寸為300mm×700mm），總停留時間為3.8h.上述設(shè)備均采用PVC材料焊接而成。

　　1.3  試驗過程現(xiàn)場試驗連續(xù)進(jìn)行4d，根據(jù)工廠生產(chǎn)的排水特點選取每天廢水水質(zhì)最不利時段（此時染色廢水排放集中，色度最深）測定廢水和處理水的COD濃度。

　　此外，還測定了微電解處理出水經(jīng)曝氣后的COD濃度變化。設(shè)計流量為30L/h，曝氣時間為15～30min，沉淀時間約為2h. 1.4 試驗結(jié)果① 水樣外觀?根據(jù)6月19日至22日連續(xù)4d的觀察，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廢水的排放具有間歇性，通常上午廢水色度較淺，下午則較深。?盡管廢水水質(zhì)變化較大，但當(dāng)混合比控制在1∶4左右時，即使是廢水色度最深的時段，沉淀出水也能保持清澈，近于無色透明。

　　?　② 對COD去除的效果?表1是廢水色度最深時的取樣分析結(jié)果。

　　表1 微電解處理去除COD的效果

進(jìn)水　 出水　 COD去除率（%）　 取樣時間　 COD（mg/L）　 取樣時間　 COD（mg/L）　 2000-06-19　 247　 2000-06-19　 67　 72.9　 2000-06-20　 347　 2000-06-20　 75.6　 78.2　 2000-06-21　 202　 2000-06-21　 95　 53　 2000-06-21　 248　 2000-06-21　 110　 55.6　

　　③ 微電解處理出水的生化曝氣效果?經(jīng)過4d的連續(xù)運行，發(fā)現(xiàn)污泥產(chǎn)量很少，出水沉淀后上清液清澈透明。

　　曝氣處理前后廢水的COD濃度變化見表2.

　　表2 生化曝氣處理微電解出水的效果

微電解出水（生化曝氣進(jìn)水）　 生化曝氣處理出水　 COD去除率（%）　 取樣時間　 COD（mg/L）　 取樣時間　 COD（mg/L）　 2000-06-21　 77.5　 2000-0 6-21　 11.6　 85　 2000-06-22　 110　 2000-06-22　 21.5　 80.5　

　?、?混合比取一定的微電解出水，再按比例取一定的原廢水進(jìn)行混合并調(diào)節(jié)pH值，靜置沉淀30min，觀察絮體的生成和沉淀效果，直至上清液幾乎無色透明。試驗結(jié)果見表3.?

　　表3 試驗得到的合適混合比

試驗時間　 混合比　 試驗時間　 混合比　 2000-06-19　 上午　 1∶4，1∶5，1∶6　 2000-06-21　 上午　 1∶4，1∶5，1∶6　 下午　 1∶4，1∶5　 下午　 1∶3.5　 2000-06-20　 上午　 1∶4，1∶5，1∶6　 2000-06-22　 上午　 1∶4，1∶5　 下午　 1∶3.5，1∶4　 下午　 　　

　　2、結(jié)論

　?、?混合微電解工藝對以活性染料為主的印染廢水的脫色效果較好。從連續(xù)4d的運行來看，盡管原水的色度波動很大，但微電解處理出水幾乎無色透明。

　?、?混合微電解工藝對印染廢水的COD去除效果較好（去除率為53%～78%）。由于試驗為連續(xù)運行，取樣時為最不利時段，因此這一結(jié)果具有代表性?，F(xiàn)場試驗的處理效果不如小試 ，但比固定床的去除效果高30%左右，這可能是混合式微電解避免了鐵屑鈍化且反應(yīng)時的pH值較低（為3左右，固定床的pH值為5左右），反應(yīng)相對劇烈，其氧化作用也更強(qiáng)烈的緣故。

　?、?采用混合微電解工藝，只將1/5的廢水通過微電解反應(yīng)器，反應(yīng)后與4/5的廢水進(jìn)行混合（即1∶4的混合比），這樣可以減少微電解設(shè)備的體積，降低工程投資。

　?、?微電解處理出水的生化處理效果好。曝氣時間為15～30min時，對COD的去除率＞80%.?

　　致謝：感謝常熟中亞環(huán)保設(shè)備廠的支持以及北京國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計研究院的王木梁教授、廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境與資源工程系的朱又春教授的指導(dǎo)。

　　參考文獻(xiàn)：

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