[摘要]印(yin)(yin)(yin)染(ran)廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)質變化(hua)(hua)大(da)、色(se)度高，直(zhi)接(jie)生(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)難度大(da)，單(dan)一生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)處理(li)工藝(yi)難以(yi)達(da)到排放要求。采用鐵屑(xie)內電解一生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)工藝(yi)對浙江某印(yin)(yin)(yin)染(ran)廠(chang)廢水(shui)(shui)處理(li)系(xi)統進行改(gai)進，內電解預處理(li)大(da)大(da)提高了廢水(shui)(shui)的可生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)性，最(zui)終(zhong)生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)段出水(shui)(shui)COD。去除率(lv)達(da)到90%，色(se)度去除率(lv)達(da)到95%以(yi)上。鐵屑(xie)內電解一生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)工藝(yi)具有處理(li)效果好(hao)、出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質穩定(ding)、設備(bei)簡(jian)單(dan)、操(cao)作管理(li)方便、能(neng)耗低等(deng)特點，是(shi)處理(li)印(yin)(yin)(yin)染(ran)廢水(shui)(shui)的有效方法之一。

[關鍵詞]印(yin)染廢(fei)水；鐵屑(xie)內(nei)電(dian)解法；脫色

隨(sui)著(zhu)染料(liao)工(gong)業的迅速發(fa)展． 目前全世界使用(yong)的染料(liao)品種(zhong)已達(da)數萬種(zhong)。印(yin)染廢(fei)水(shui)主要(yao)含有染料(liao)、漿料(liao)、助劑(ji)、油劑(ji)、酸(suan)堿(jian)、纖維雜(za)質及無(wu)機鹽等，具有成分復雜(za)、濃度高、色(se)度高、難降解等特點[1]。鑒于單一(yi)(yi)生化處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝難以使廢(fei)水(shui)達(da)到(dao)排放要(yao)求．筆者采(cai)用(yong)鐵屑內電解一(yi)(yi)生化工(gong)藝對某印(yin)染廠(chang)廢(fei)水(shui)原處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(水(shui)解酸(suan)化一(yi)(yi)好氧)進行改進。

1 鐵屑內電解原理

鐵(tie)屑內電解法(fa)處理(li)印染廢水是絮凝、吸附、架橋、卷(juan)掃(sao)、共沉(chen)淀、電沉(chen)積、電化學還原等綜合作用的結(jie)果[2、3]。

1．1 電化(hua)學還原作(zuo)用

鐵屑(xie)內電解(jie)法(fa)是(shi)利用鐵屑(xie)中(zhong)的(de)鐵和碳(或加入的(de)惰性電極)組(zu)分構成(cheng)微(wei)小原電池(chi)的(de)正極和負極．以投加的(de)廢水為電解(jie)質溶液。形成(cheng)原電池(chi)．發生氧化還(huan)原反應，從(cong)而去除污染物(wu)的(de)方法(fa)。新生態(tai)(tai)的(de)電極產物(wu)活性高．能(neng)與水中(zhong)的(de)多(duo)種有機(ji)污染物(wu)發生氧化還(huan)原反應，使(shi)其結構、形態(tai)(tai)發生變化。完(wan)成(cheng)由難處(chu)理到(dao)易處(chu)理、由有色(se)到(dao)無色(se)的(de)轉變。

鐵屑內電(dian)解法在其工(gong)作過程中(zhong)，發生式(1)、(2)、(3)反應。

電極反應(ying)生成的(de)產(chan)物具(ju)有很高的(de)化學(xue)還(huan)原(yuan)活性。在(zai)偏酸性的(de)廢水中．電極反應(ying)產(chan)生的(de)新生態的(de)H能(neng)與染料(liao)等有機物和無機物組分發生氧化還(huan)原(yuan)反應(ying)，使染料(liao)的(de)發色(se)基團破壞甚至斷鏈。從而達到脫色(se)目的(de)。

1．2 電沉積作用

電(dian)(dian)(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)一般是在(zai)外(wai)加直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)作用下，讓溶液中的(de)(de)(de)陰(yin)、陽離子在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極表面發生(sheng)氧化還(huan)原反(fan)應并沉(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)過程(cheng)。它可分(fen)為(wei)兩個階(jie)段：(1)離子從(cong)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)極表面并放電(dian)(dian)(dian)(dian)；(2)得(de)到(dao)或失去電(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)(de)物(wu)質在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極表面沉(chen)積(ji)(ji)。而對于鐵屑(xie)內電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法處理印(yin)染(ran)廢水(shui)，電(dian)(dian)(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)主(zhu)要是印(yin)染(ran)廢水(shui)中的(de)(de)(de)污染(ran)物(wu)伴隨著原電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)鐵的(de)(de)(de)表面得(de)到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)(de)過程(cheng)。

1．3 絮凝作用

鐵(tie)屑內電(dian)解(jie)過程中(zhong)，陽(yang)極上溶(rong)出的(de)Fe 2+能(neng)將廢水(shui)中(zhong)的(de)染料(liao)粒子等膠凝在一起，形成以(yi)Fe2+為膠凝中(zhong)心的(de)絮(xu)凝體，捕集、夾裹(guo)和(he)吸附懸浮的(de)膠體共沉淀(dian)。而Fe2+有(you)(you)(you)很強的(de)還(huan)(huan)原能(neng)力，能(neng)使污水(shui)中(zhong)的(de)氯(lv)代芳香(xiang)族(zu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)還(huan)(huan)原脫氯(lv)，使含磺(huang)酸基(ji)的(de)芳香(xiang)族(zu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)還(huan)(huan)原成酚類有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)。這些(xie)反應(ying)使得生(sheng)物(wu)難降(jiang)解(jie)的(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)轉化(hua)為易降(jiang)解(jie)的(de)物(wu)質，從而提高了污水(shui)的(de)可生(sheng)化(hua)性，為后(hou)續的(de)生(sheng)物(wu)處理打下基(ji)礎。另(ling)外，Fe2+經石(shi)灰中(zhong)和(he)及曝氣后(hou)生(sheng)成的(de)Fe(OH)3是很好的(de)膠體絮(xu)凝劑，吸附能(neng)力高于一般藥劑水(shui)解(jie)得到(dao)的(de)Fe(OH)3這樣，廢水(shui)中(zhong)原有(you)(you)(you)的(de)SS以(yi)及通過內電(dian)解(jie)產生(sheng)的(de)不(bu)溶(rong)物(wu)和(he)構成色度的(de)不(bu)溶(rong)性染料(liao)可被其吸附凝聚。

2 實驗部分

2．1 廢水水質

實驗廢(fei)水取自寧(ning)波(bo)鎮海(hai)區(qu)某線(xian)業有限(xian)公司的(de)印染廢(fei)水，其水質變(bian)化較大(da)(da)，有機物濃度(du)高，具(ju)有CODcr高且變(bian)化大(da)(da)、SS多、色(se)度(du)大(da)(da)、廢(fei)水pH高、堿度(du)大(da)(da)、BOD 低(di)和可生(sheng)化性差的(de)特點，其水質指(zhi)標見(jian)表1。

2．2 分(fen)析(xi)方法和(he)儀器

分析方(fang)法(fa)(fa)：pH采(cai)用(yong)pHS一3C數(shu)顯酸度(du)計測(ce)定(ding)：CODcr采(cai)用(yong)重鉻(ge)酸鉀法(fa)(fa)測(ce)定(ding)；色度(du)采(cai)用(yong)稀(xi)(xi)釋倍數(shu)法(fa)(fa)測(ce)定(ding)；BOD5采(cai)用(yong)稀(xi)(xi)釋接種法(fa)(fa)測(ce)定(ding)。儀(yi)器(qi)(qi)：D100mm-510mm內電解過濾柱(zhu)，自制：H—Y4調速多用(yong)振蕩器(qi)(qi)。

2．3 實驗方法

2.3．1 靜態(tai)實(shi)驗(yan)步驟

實驗所用(yong)(yong)鐵(tie)(tie)屑取自機械廠的(de)廢料。鐵(tie)(tie)屑先用(yong)(yong)0．1 mol／L的(de)稀硫酸(suan)，然(ran)后(hou)(hou)(hou)用(yong)(yong)丙酮反復洗滌以除去(qu)鐵(tie)(tie)屑表面(mian)的(de)油(you)污(wu)及氧化物、可能(neng)吸附的(de)有機物及其(qi)他雜質，最后(hou)(hou)(hou)用(yong)(yong)去(qu)離子水(shui)(shui)洗至中性。將預(yu)處(chu)理(li)后(hou)(hou)(hou)的(de)鐵(tie)(tie)屑置于250 mL磨口錐形瓶中，加入(ru)(ru)150 mL待處(chu)理(li)的(de)印染廢水(shui)(shui)，調(diao)節pH為5—7，搖床常溫振蕩。在預(yu)定的(de)時間間隔取樣(yang)，測pH，然(ran)后(hou)(hou)(hou)加入(ru)(ru)質量(liang)分(fen)數為5%的(de)石(shi)灰乳調(diao)節pH至8 9．靜止沉(chen)淀30 min，取上清液(ye)分(fen)析CODcrBOD5及色度(du)。

2．3．2 連續實(shi)驗

印染廢水(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝流程見圖(tu)1。

改進(jin)(jin)后工藝的(de)(de)(de)廢(fei)水首先流入pH調(diao)節池(chi)，將pH調(diao)節為5左右(you)，由泵打人內(nei)電解過(guo)濾柱(zhu)(zhu)，經內(nei)電解還原(yuan)處(chu)(chu)理(li)后的(de)(de)(de)廢(fei)水進(jin)(jin)生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)進(jin)(jin)行生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)，在充(chong)分供(gong)氧的(de)(de)(de)條件下，附著在生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)中填料(liao)上(shang)的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)對廢(fei)水中的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)進(jin)(jin)行生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解，達到凈化(hua)(hua)水質的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。內(nei)電解過(guo)濾柱(zhu)(zhu)體(ti)積約(yue)4 L，內(nei)裝(zhuang)有(you)(you)(you)預處(chu)(chu)理(li)過(guo)的(de)(de)(de)廢(fei)鐵屑和(he)粒徑為1 mm的(de)(de)(de)陶(tao)礫，體(ti)積比為1：1。生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)容積約(yue)40 L．內(nei)裝(zhuang)有(you)(you)(you)D 50 mm×50 mm柱(zhu)(zhu)狀懸浮填料(liao)，填料(liao)體(ti)積投配(pei)比為50%。整個池(chi)子用隔板分為4格，分別作為調(diao)池(chi) 、曝(pu)氣池(chi)(2個)和(he)沉淀池(chi)。底(di)部接有(you)(you)(you)穿孑L管曝(pu)氣，反應器各段都(dou)自然形成獨特的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)，以(yi)適(shi)應不同的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)負荷。

3 結果與討論

3．1 pH對鐵屑(xie)內電解去除COD cr效(xiao)果的影響

由圖2可(ke)知，pH越低，CODo去(qu)除(chu)效果(guo)越好(hao)。pH為(wei)5時，去(qu)除(chu)率可(ke)>40%。在(zai)低pH下(xia)，鐵(tie)單質更易被氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)Fe 2+，Fe 2+流人后(hou)續(xu)的(de)(de)(de)好(hao)氧(yang)(yang)曝氣池(chi)中，被氧(yang)(yang)化(hua)為(wei)Fe(OH)3，有利于污泥(ni)的(de)(de)(de)絮凝沉淀。但考慮到(dao)后(hou)續(xu)生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)理微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)存(cun)對pH的(de)(de)(de)要求(微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)在(zai)中性、弱(ruo)堿性條件下(xia)生(sheng)(sheng)(sheng)存(cun))，以及(ji)酸性過(guo)大(da)，過(guo)多的(de)(de)(de)鐵(tie)溶入水(shui)中，不僅造成(cheng)浪費，也會產生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)無(wu)機污泥(ni)，增加后(hou)續(xu)處(chu)理的(de)(de)(de)負擔。因此在(zai)pH調(diao)(diao)節池(chi)內(nei)(nei)將進水(shui)的(de)(de)(de)pH調(diao)(diao)節為(wei)5左右，既有利于鐵(tie)屑內(nei)(nei)電解(jie)還原(yuan)反(fan)應的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)(sheng)。又可(ke)控制無(wu)機污泥(ni)的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)。

印染廢水經內電解還原處理后，在(zai)生化段好氧(yang)曝氣的過程中，水中的溶(rong)解氧(yang)繼續氧(yang)化Fe2+，pH會有(you)所(suo)提高[4]。實驗結果見(jian)圖3。

由(you)圖(tu)4可知。隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)的升高，鐵(tie)屑(xie)內(nei)(nei)電(dian)(dian)解法對(dui)印(yin)染廢(fei)(fei)水(shui)(shui)CODcr的去除率(lv)增大(da)，溫(wen)(wen)度(du)為(wei)4O℃時的COD cr去除率(lv)接近50%，比溫(wen)(wen)度(du)為(wei)25℃的CODcr去除率(lv)高近10%。考慮到(dao)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)工藝(yi)的實(shi)際應(ying)用。廢(fei)(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)為(wei)18～35℃ ，平均溫(wen)(wen)度(du)為(wei)25℃左(zuo)右(you)，考慮到(dao)如果將廢(fei)(fei)水(shui)(shui)加(jia)熱(re)。需增加(jia)設備投(tou)資和能源消耗，因此(ci)該工藝(yi)采用常溫(wen)(wen)(25 oC)處理(li)。由(you)圖(tu)4還可知，2h后廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處理(li)效果較好。實(shi)際工程應(ying)用時，鐵(tie)屑(xie)內(nei)(nei)電(dian)(dian)解段水(shui)(shui)力停留時間取(qu)2～3 h。

3.3 廢水有機物的去除(chu)

3. 3．1 BOD5/CODcr的變化

廢(fei)水經鐵(tie)屑內電解(jie)處(chu)理后，其(qi)BOD5/CODcr的變化見表(biao)2。

由(you)表(biao)2可知，進水(shui)的(de)(de)BOD5／CODcr只有(you)(you)0．14，可生(sheng)化性較差，采用原處(chu)理(li)工藝(水(shui)解酸化一好(hao)氧)處(chu)理(li)時(shi)。效果不(bu)理(li)想。由(you)于增(zeng)加(jia)了(le)內(nei)電(dian)解法預(yu)處(chu)理(li)，偶氮染料及帶有(you)(you)強拉電(dian)子基團的(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)被(bei)還原成小(xiao)分(fen)子的(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)。BOD5／CODcr由(you)原來的(de)(de)0．14增(zeng)加(jia)到了(le)0．31，大(da)大(da)提(ti)高了(le)廢水(shui)的(de)(de)可生(sheng)化性，為后(hou)續生(sheng)化處(chu)理(li)創造了(le)有(you)(you)利(li)條件(jian)。

3．3．2 對CODcr的(de)去(qu)除(chu)效果

廢水(shui)的(de)內電解還原(yuan)處(chu)理時間(jian)為2 h。進水(shui)CODcr濃度(du)逐漸增(zeng)大到(dao)實際廢水(shui)濃度(du)。對CODcr的(de)處(chu)理效果見圖5。

由圖(tu)5可知，隨(sui)著微(wei)生(sheng)物對水(shui)質的逐漸(jian)適應，CODcr去除率漸(jian)漸(jian)升高，10 d后趨于穩定。出水(shui)CODcr為(wei)(wei)160～180 m#L，低于《紡織(zhi)染整(zheng)工業水(shui)污染物排(pai)放標準》(GB 4287-1 992)~級排(pai)放標準要求(qiu)。原污水(shui)廠處理廢(fei)水(shui)停留時間48 h．而在連續試驗中，用鐵屑內電解一生(sheng)化工藝處理該印(yin)染廢(fei)水(shui)，在廢(fei)水(shui)pH為(wei)(wei)5，停留時間為(wei)(wei)30h的情況下，CODcr去除率可達到9O%以(yi)上。

3．4 對色(se)度的處(chu)理(li)效果

對色度的處理(li)效果見圖6。

由圖6可(ke)知(zhi)，采(cai)用水(shui)(shui)解酸化一(yi)好(hao)氧處理(li)時(shi)，雖(sui)然水(shui)(shui)力停留時(shi)間長達(da)(da)48 h，但出(chu)水(shui)(shui)的色度(du)很難達(da)(da)標，一(yi)般在9O倍左右。采(cai)用鐵(tie)屑內電(dian)解一(yi)生(sheng)(sheng)化工藝時(shi)降低色度(du)的效果明顯，隨著(zhu)反應的進行，顏色漸漸變淺，經(jing)過2 h后，廢(fei)水(shui)(shui)即變成淺黃色，色度(du)約45倍，脫色率達(da)(da)到(dao)95%。經(jing)后續生(sheng)(sheng)化段充分曝氣后沉淀(dian)，廢(fei)水(shui)(shui)變得(de)更清(qing)，色度(du)更小，為(wei)25倍左右，小于《紡(fang)織染整工業水(shui)(shui)污染物排(pai)放標準》(GB 4287-1992)一(yi)級排(pai)放標準。

4 結論

(1)采用鐵(tie)屑內電(dian)解一生(sheng)化(hua)工藝處(chu)理(li)(li)印染廢水，工藝設備簡單(dan)、電(dian)耗省、無(wu)需曝氣。鐵(tie)屑內電(dian)解是較(jiao)為理(li)(li)想的生(sheng)化(hua)處(chu)理(li)(li)的預處(chu)理(li)(li)工藝。

(2)鐵(tie)屑內(nei)電解(jie)法對(dui)色(se)(se)度的(de)去除效果甚佳，有(you)色(se)(se)廢(fei)水(shui)經預(yu)處(chu)理后色(se)(se)度大大降低，脫色(se)(se)率可達95%以上．出水(shui)色(se)(se)度符合國家(jia)標準。其對(dui)廢(fei)水(shui)中有(you)機物(wu)的(de)去除也有(you)一定效果，預(yu)處(chu)理的(de)CODcr去除率可達40%。

(3)廢水經鐵屑內電解處(chu)理后(hou)，BOD5/CODcr由原來的0．14增加到了0．31,大(da)大(da)提高(gao)了廢水的可(ke)生化(hua)性。再經生物(wu)處(chu)理后(hou)，CODcr的去(qu)除率>90%。

[參考文獻]
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