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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(shí)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(huì)導(dǎo)致廢水的處理費(fèi)用提高,實(shí)際運(yùn)行 時(shí)將產(chǎn)生大量的泥渣,出水會(huì)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(chǎng)試驗(yàn)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:

  ① 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(chǎng)試驗(yàn)

  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(jì)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(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)存在下述兩個(gè)問題:?① 運(yùn)行一段時(shí)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(duì)傳統(tǒng)微電解反應(yīng)器的缺點(diǎn),將微電解反應(yīng)器設(shè)計(jì)為機(jī)械攪動(dòng)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(dòng)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(shí)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(jì)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(jì)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(shí),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(yàn)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(chǎng)試驗(yàn)。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(cè)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(jí)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(chǎng)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)流量為30L/h,每天從上午9點(diǎn)至下午6點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行,試驗(yàn)內(nèi)容包括:?① 考察該工藝在連續(xù)運(yùn)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(yàn)設(shè)備主要有:折板式加酸混合槽,體積為10L,停留時(shí)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(shí)間為0.5h;折板式混合槽,體積為10L,停留時(shí)間為10~15min;沉淀槽,豎流式沉淀池為500mm×800mm,停留時(shí)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(shí)間為3.8h.上述設(shè)備均采用PVC材料焊接而成。

  1.3  試驗(yàn)過程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行4d,根據(jù)工廠生產(chǎn)的排水特點(diǎn)選取每天廢水水質(zhì)最不利時(shí)段(此時(shí)染色廢水排放集中,色度最深)測(cè)定廢水和處理水的COD濃度。

  此外,還測(cè)定了微電解處理出水經(jīng)曝氣后的COD濃度變化。設(shè)計(jì)流量為30L/h,曝氣時(shí)間為15~30min,沉淀時(shí)間約為2h. 1.4 試驗(yàn)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(shí),即使是廢水色度最深的時(shí)段,沉淀出水也能保持清澈,近于無色透明。

  ??、?對(duì)COD去除的效果?表1是廢水色度最深時(shí)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(shí)間  COD(mg/L)  取樣時(shí)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(yùn)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(shí)間  COD(mg/L)  取樣時(shí)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(yàn)結(jié)果見表3.?

  表3 試驗(yàn)得到的合適混合比

 

試驗(yàn)時(shí)間  混合比  試驗(yàn)時(shí)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

  ① 混合微電解工藝對(duì)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(yùn)行來看,盡管原水的色度波動(dòng)很大,但微電解處理出水幾乎無色透明。

 ?、?混合微電解工藝對(duì)印染廢水的COD去除效果較好(去除率為53%~78%)。由于試驗(yàn)為連續(xù)運(yùn)行,取樣時(shí)為最不利時(shí)段,因此這一結(jié)果具有代表性?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(shí)的pH值較低(為3左右,固定床的pH值為5左右),反應(yīng)相對(duì)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(shí)間為15~30min時(shí),對(duì)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(guó)環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)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):

 ?。?] 蘇玉萍。以活性染料為主要成分的印染廢水的混凝脫色試驗(yàn)[J]?;きh(huán)保, 2000,20(2) :9-11.

 ?。?]郝瑞霞。鐵屑過濾法預(yù)處理可生化性差的印染廢水[J]?;きh(huán)保,1999 ,19(3):18-21.

  [3]李亞新。國(guó)外印染廢水的電化學(xué)處理[J]。給水排水,1999,25(1):42-44.

 ?。?]李家珍。染料、染色工業(yè)廢水處理[M]。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.

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發(fā)布:2007-07-29 11:44    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁(yè)]    [關(guān)閉]
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