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2007-04-10 16:17 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
印染廢水中所含的漿料、染料、助劑以及染料與織物的反應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。常規的預處理是投加混凝劑( 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 )導致廢水的處理費用提高,實(shí)際運行 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(chǎng)廢水處理的現場(chǎng)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理為:
、 絡(luò )合、混凝作用,微電解反應連續釋放的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)氧具有很強的氧化性,可氧化一部分無(wú)機物和有機物。
1、現場(chǎng)試驗
1.1 工藝流程在以往的微電解應用中,大多數都將微電解工藝設計為固定床形式(類(lèi)似石英砂過(guò)濾),讓廢水穿過(guò)靜止的微電解鐵屑層,在此過(guò)程中發(fā)生微電解反應,但實(shí)際運行中發(fā)現這樣的設計存在下述兩個(gè)問(wèn)題:① 運行一段時(shí)間后微電解工藝效率下降,這是由于鐵屑的表面出現了惰性層而阻止了微電解反應的繼續進(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。針對傳統微電解反應器的缺點(diǎn),將微電解反應器設計為機械攪動(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,強烈的攪動(dòng)加快了反應速度,可以加速產(chǎn)生Fe2+.部分廢水通過(guò)微電解反應后,與原水直接混合能得到很好的處理效果,稱(chēng)這樣的工藝為混合微電解技術(shù),并將微電解反應的出水與原水混合時(shí)的體積比稱(chēng)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)入微電解反應器,其流量可通過(guò)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(guò)流量計控制。第一部分廢水在進(jìn)入微電解反應器前,先加酸調節廢水的pH值為3左右。微電解反應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,調節出水的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 試驗內容2000年6月在廣東某印染廠(chǎng)的廢水處理站進(jìn)行了現場(chǎng)試驗。該印染廠(chǎng)所用的染料絕大部分為活性染料,根據當地環(huán)保部門(mén)的監測結果,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(guò)程很少有懸浮物進(jìn)入。因執行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287—92)一級標準(COD≤100mg/L,BOD5≤25 mg/L,色度≤40倍),故應控制的主要污染指標是COD和色度。現場(chǎng)試驗的設計流量為30L/h,每天從上午9點(diǎn)至下午6點(diǎn)連續運行,試驗內容包括:① 考察該工藝在連續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;微電解反應器,尺寸為300mm×500mm,反應料厚為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(與豎流式沉淀池結構類(lèi)似,中心曝氣筒尺寸為300mm×700mm),總停留時(shí)間為3.8h.上述設備均采用PVC材料焊接而成。
1.3 試驗過(guò)程現場(chǎng)試驗連續進(jìn)行4d,根據工廠(chǎng)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。設計流量為30L/h,曝氣時(shí)間為15~30min,沉淀時(shí)間約為2h. 1.4 試驗結果① 水樣外觀(guān)根據6月19日至22日連續4d的觀(guān)察,發(fā)現生產(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(wú)色透明。
、 對COD去除的效果表1是廢水色度最深時(shí)的取樣分析結果。
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 |
、 微電解處理出水的生化曝氣效果經(jīng)過(guò)4d的連續運行,發(fā)現污泥產(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(jiàn)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)行混合并調節pH值,靜置沉淀30min,觀(guān)察絮體的生成和沉淀效果,直至上清液幾乎無(wú)色透明。試驗結果見(jiàn)表3.
表3 試驗得到的合適混合比
試驗時(shí)間 | 混合比 | 試驗時(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4d的運行來(lái)看,盡管原水的色度波動(dòng)很大,但微電解處理出水幾乎無(wú)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%)。由于試驗為連續運行,取樣時(shí)為最不利時(shí)段,因此這一結果具有代表性,F場(chǎng)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時(shí)的pH值較低(為3左右,固定床的pH值為5左右),反應相對劇烈,其氧化作用也更強烈的緣故。
、 采用混合微電解工藝,只將1/5的廢水通過(guò)微電解反應器,反應后與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COD的去除率>80%.
致謝:感謝常熟中亞環(huán)保設備廠(chǎng)的支持以及北京國環(huán)清華環(huán)境工程設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。
參考文獻:
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。3]李亞新。國外印染廢水的電化學(xué)處理[J]。給水排水,1999,25(1):42-44.
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