摘要:以南寧市某污水(shui)處理(li)(li)廠(chang)為例，分析了污水(shui)處理(li)(li)廠(chang)惡臭產生源、主要成分及(ji)產生速率，預測惡臭對廠(chang)界及(ji)周圍居民點(dian)的影響程度，并提出了相應的控制措施(shi)。

關鍵詞:污水(shui)處理廠;惡臭;環境影(ying)響評價;控制措(cuo)施

鐵碳(tan)微電(dian)解(jie)具有(you)使用范圍(wei)廣、工(gong)藝簡單、處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)好(hao)等特點,尤其對于高鹽度(du),高COD以及色度(du)較高的(de)工(gong)業廢(fei)水(shui)的(de)處(chu)理(li)較其他(ta)工(gong)藝具有(you)更加明顯的(de)優勢。難生(sheng)物(wu)降解(jie)的(de)廢(fei)水(shui)經鐵碳(tan)微電(dian)解(jie)工(gong)藝處(chu)理(li)后B/C大大提高,有(you)利于后續生(sheng)物(wu)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)的(de)提高。國內一般(ban)將該工(gong)藝用于廢(fei)水(shui)的(de)預處(chu)理(li),或者與其他(ta)工(gong)藝聯合以達到去除污染物(wu)的(de)目的(de)。

1　鐵碳微電解的作用機理

鐵(tie)(tie)(tie)碳(tan)微(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)解(jie)(jie)工藝(yi)的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)材料(liao)一般采用鑄鐵(tie)(tie)(tie)屑和(he)活性(xing)炭(tan)或者(zhe)焦炭(tan),當(dang)材料(liao)浸沒在(zai)(zai)廢水中(zhong)(zhong)時,發生內(nei)部和(he)外(wai)部2方(fang)面的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)反應。一方(fang)面鑄鐵(tie)(tie)(tie)中(zhong)(zhong)含有微(wei)(wei)(wei)量的(de)(de)碳(tan)化鐵(tie)(tie)(tie),碳(tan)化鐵(tie)(tie)(tie)和(he)純鐵(tie)(tie)(tie)存在(zai)(zai)明顯的(de)(de)氧化還(huan)原電(dian)(dian)勢差(cha),這(zhe)樣在(zai)(zai)鑄鐵(tie)(tie)(tie)屑內(nei)部就形成了(le)許多細微(wei)(wei)(wei)的(de)(de)原電(dian)(dian)池(chi)(chi),純鐵(tie)(tie)(tie)作為原電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)陽極,碳(tan)化鐵(tie)(tie)(tie)作為原電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)陰極;此外(wai),鑄鐵(tie)(tie)(tie)屑和(he)其(qi)周圍的(de)(de)炭(tan)粉又形成了(le)較(jiao)大的(de)(de)原電(dian)(dian)池(chi)(chi),因此利用微(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)解(jie)(jie)進行廢水處理(li)的(de)(de)過程(cheng)實際上是內(nei)部和(he)外(wai)部雙重電(dian)(dian)解(jie)(jie)的(de)(de)過程(cheng),或者(zhe)稱(cheng)之(zhi)為存在(zai)(zai)微(wei)(wei)(wei)觀(guan)和(he)宏觀(guan)的(de)(de)原電(dian)(dian)池(chi)(chi)反應[1]。

電(dian)極(ji)反應生(sheng)(sheng)成的(de)產物(如新生(sheng)(sheng)態(tai)的(de)H+)具(ju)有很高的(de)活性能(neng)(neng)夠(gou)跟廢水中(zhong)(zhong)(zhong)多種組分發生(sheng)(sheng)氧(yang)化還(huan)原反應,許(xu)多難生(sheng)(sheng)物降解和有毒的(de)物質都能(neng)(neng)夠(gou)被有效(xiao)(xiao)地(di)降解;同時,金屬鐵(tie)能(neng)(neng)夠(gou)和廢水中(zhong)(zhong)(zhong)金屬活動順(shun)序排在鐵(tie)之后的(de)重金屬離子[2]發生(sheng)(sheng)置換反應其次,經(jing)(jing)鐵(tie)碳(tan)微電(dian)解處理后的(de)廢水中(zhong)(zhong)(zhong)含有大(da)量(liang)的(de)Fe2+,將廢水調至(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)性經(jing)(jing)曝氣之后則(ze)生(sheng)(sheng)成絮凝(ning)性極(ji)強的(de)Fe(OH)3,能(neng)(neng)夠(gou)有效(xiao)(xiao)吸(xi)附廢水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)懸浮物及(ji)重金屬離子如Cr3+[3],其吸(xi)附性能(neng)(neng)遠(yuan)遠(yuan)高于一般的(de)Fe(OH)3絮凝(ning)劑[4]。鐵(tie)碳(tan)微電(dian)解就(jiu)是通過以上各種作用(yong)達到去除水中(zhong)(zhong)(zhong)污(wu)染物的(de)目(mu)的(de)。

2　鐵碳微電解技術在廢水處理中的應用進展

2.1　在印染(ran)廢水處(chu)理中的應用

印(yin)染(ran)(ran)廢(fei)(fei)水(shui)中的有機(ji)污(wu)染(ran)(ran)物主要來(lai)源(yuan)于染(ran)(ran)料及(ji)染(ran)(ran)整添加(jia)劑(ji),近年來(lai)由于印(yin)染(ran)(ran)技術的不斷進步和有機(ji)合(he)成染(ran)(ran)料新產品的不斷出現,使得(de)印(yin)染(ran)(ran)廢(fei)(fei)水(shui)具有pH低,色(se)澤深,毒(du)性(xing)(xing)大,生物可降解性(xing)(xing)差等特點(dian)[5]。因(yin)此,鐵碳微(wei)電解用于印(yin)染(ran)(ran)廢(fei)(fei)水(shui)的處理體現出了其(qi)他(ta)工藝(yi)不可比(bi)擬的優勢。

梁耀開[6]等人(ren)采用如圖(tu)1所示的裝置(zhi)分(fen)別對色度(du)(du)300 倍,COD為(wei)(wei)(wei)602 mg/L,pH為(wei)(wei)(wei)9.76和色度(du)(du)700倍,COD為(wei)(wei)(wei)1 223 mg/L,pH為(wei)(wei)(wei)5.76的2種印染廢水進行處理,結果發現,當鐵碳體積比為(wei)(wei)(wei)1∶1,pH為(wei)(wei)(wei)3.0左右,反(fan)應時(shi)間20-30 min時(shi),對色度(du)(du)的去除率(lv)能夠達(da)到95%以上,同時(shi)COD的去除率(lv)也能達(da)到60%-70%。 

圖1　鐵碳微電解法試驗裝置

1調節池; 2泵; 3轉子流量計; 4反應柱;5沉淀池

羅(luo)旌生,李(li)川[7,8]等人用鐵碳微電解法處理(li)印染(ran)廢水, 結果表明,pH為1,接觸時間20-30 min,色度去除率能達到 90%以上,COD去除率也能達到60%左右。

對于(yu)COD很高(gao)(gao)或者出(chu)水要求(qiu)較(jiao)高(gao)(gao)的印染廢水,單(dan)純(chun)用鐵(tie)(tie)(tie)碳微(wei)電解工藝處理(li)并(bing)不(bu)能達(da)到要求(qiu),常(chang)使之與其他的生(sheng)物處理(li)工藝相結(jie)合,作為(wei)(wei)(wei)生(sheng)物處理(li)的預處理(li)。吳(wu)小寧[9]等人對原水COD為(wei)(wei)(wei)11 000 mg/L, pH為(wei)(wei)(wei)6,色度為(wei)(wei)(wei)8 000倍(bei)的印染廢水采用鐵(tie)(tie)(tie)碳微(wei)電解法進(jin)行預處理(li),當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)粉粒徑為(wei)(wei)(wei)18目,焦炭(tan)粒徑為(wei)(wei)(wei)2-4 mm,鐵(tie)(tie)(tie)粉和焦炭(tan)比(bi)為(wei)(wei)(wei)1∶1,水力停留(liu)時間(jian)為(wei)(wei)(wei)60- 90 min時,脫色率(lv)達(da)到了90%以上, BOD/COD值從原來的 0.23提(ti)高(gao)(gao)到0.59,大大提(ti)高(gao)(gao)了后續生(sheng)物處理(li)的COD去除率(lv)。

2.2　在(zai)造紙(zhi)廢水處理中(zhong)的應用

造紙(zhi)廢(fei)水(shui)(shui)主要(yao)來源于制漿過(guo)程中的(de)蒸煮(zhu)、清(qing)洗、篩分、漂白。廢(fei)水(shui)(shui)中含有大(da)量的(de)木質(zhi)素等(deng)難生(sheng)物降解的(de)物質(zhi),許多造紙(zhi)企業經過(guo)一級(ji)物化(hua)、二級(ji)生(sheng)化(hua)處理后出水(shui)(shui)的(de)CODCr、色度等(deng)各項指(zhi)標不(bu)能達到國家造紙(zhi)工業水(shui)(shui)污染物排(pai)放一級(ji)標準。

任擁政等[1]針對用白腐菌-厭氧-好氧生(sheng)物法處理造紙黑液的出(chu)水色(se)度過高,而COD也不(bu)能達(da)標的現象,利(li)用鐵碳(tan)微電解反應(ying)柱對出(chu)水進行脫色(se)與(yu)去(qu)除COD的研究,發現在常(chang)溫下,鐵炭質量比2∶1,初(chu)始pH值4.5-5.5之(zhi)間,反應(ying)時間30-40 min,最終色(se)度與(yu)COD的去(qu)除率分(fen)別達(da)到94.2% 與(yu)68.9%,出(chu)水達(da)到了行業排放(fang)標準。

喬瑞平(ping)等(deng)人[10]采用強化的鐵碳微(wei)電(dian)解(jie)(jie)對制(zhi)漿(jiang)造紙二級出水進(jin)行深度處理,在鐵碳微(wei)電(dian)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)體系中加入適量(liang)的 H2O2,使電(dian)解(jie)(jie)產生(sheng)的Fe2+與(yu)(yu)H2O2形(xing)成Fenton試劑,與(yu)(yu)鐵碳微(wei)電(dian)解(jie)(jie)協同作用,強化微(wei)電(dian)解(jie)(jie)反(fan)應(ying)后用Ca(OH)2調節出水的 pH值(zhi)至(zhi)中性,并與(yu)(yu)電(dian)解(jie)(jie)液(ye)中的Fe2+和(he)(he)Fe3+生(sheng)成Fe(OH)2和(he)(he) Fe(OH)3絮體,進(jin)一步網捕水中的CODCr并去除了水中的 Fe2+和(he)(he)Fe3+以及(ji)SO42-等(deng)離子,使溶(rong)液(ye)的色度進(jin)一步得(de)到改善。研究(jiu)結(jie)果表明(ming),當溶(rong)液(ye)初(chu)始(shi)pH值(zhi)為3.0、活(huo)性炭投加量(liang) 8.0 g/L、鑄鐵屑40.0 g/L、H2O27.17 mmol/L以及(ji)反(fan)應(ying)時間 60 min, Ca(OH)2投入量(liang)為8.0 g/ L時,總(zong)CODCr和(he)(he)色度去除率分別達到75%和(he)(he)95%,達到了國(guo)家(jia)造紙工業(ye)水污染物排放一級標準(GB3544-2001)。

2.3　在焦化廢水處理(li)中的(de)應用

目(mu)前(qian)我國對(dui)焦化廢水(shui)(shui)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)主要是(shi)(shi)A/O和A-A/O工藝(yi),但是(shi)(shi)由于出(chu)水(shui)(shui)中含(han)有(you)高(gao)濃度(du)的(de)(de)氨氮(dan)、高(gao)毒性的(de)(de)CN和 SCN-以及難以生(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)的(de)(de)有(you)機物(wu)等,對(dui)微生(sheng)(sheng)物(wu)均有(you)抑制作用(yong)。因(yin)此,有(you)人(ren)利用(yong)微電解(jie)技術對(dui)A2/O進水(shui)(shui)或者出(chu)水(shui)(shui)分(fen)別進行預處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和深度(du)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li),最(zui)后使出(chu)水(shui)(shui)達到了國家一級(ji)排放標準。陳芳艷[11]利用(yong)鐵(tie)碳微電解(jie)和Fenton試劑聯(lian)合氧(yang)化法(fa)對(dui)焦化廢水(shui)(shui)進行預處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)試驗(yan)研究,通過單因(yin)素實驗(yan)法(fa)確定(ding)了最(zui)佳工藝(yi)條件,在鐵(tie)碳比為(wei)4,用(yong)量(liang)分(fen)別為(wei)300 mg/L和75 mg/L,H2O2的(de)(de)用(yong)量(liang)為(wei)1 000 mg/L,pH值(zhi)為(wei)3,反應時間為(wei)20 min時,COD、NH3-N、CN-和色(se)度(du)的(de)(de)去除率(lv)分(fen)別為(wei)61.2%、 74%、56.2%和74.3%。B/C由0.189提(ti)高(gao)到0.387,大(da)大(da)降低(di)了后續生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)有(you)機負荷并提(ti)高(gao)了生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)效率(lv)。

2.4　在(zai)炸藥廢水處理中的(de)應用

炸藥廢(fei)(fei)水(shui)中含有第恩(en)梯(TNT)、黑索今(RDX)等劇毒物(wu)(wu)質(zhi),污染物(wu)(wu)量雖(sui)不多,但(dan)是會對(dui)環境(jing)造成(cheng)嚴重(zhong)危害。國內外尚未有成(cheng)熟的(de)(de)工(gong)藝(yi)對(dui)此進行處理(li),普通的(de)(de)吸附、焚燒、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)和(he)水(shui)解(jie)法處理(li)效果(guo)較差,很難(nan)達標排放(fang)。張曉慧[12]等對(dui)西北某軍工(gong)廠(chang)炸藥廢(fei)(fei)水(shui)用(yong)鐵(tie)(tie)碳微電解(jie)法進行了(le)處理(li)實驗(yan)。采用(yong)的(de)(de)微電解(jie)反應器柱高82 cm,內徑7 cm ,內裝有一定體積比(bi)的(de)(de)鐵(tie)(tie)屑和(he)焦炭,鑄鐵(tie)(tie)屑在(zai)使用(yong)前用(yong)熱堿液浸泡除(chu)油(you)。實驗(yan)結果(guo)顯(xian)示(shi),在(zai)pH值為(wei)(wei)2-3,鐵(tie)(tie)碳比(bi)為(wei)(wei)1∶1,停留時(shi)間(jian)為(wei)(wei)90 min時(shi),炸藥廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)COD和(he)NH3-N的(de)(de)去除(chu)率分別為(wei)(wei) 86%和(he)70%,且(qie)B/C提(ti)高到0.37,經過生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處理(li)廢(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)污染物(wu)(wu)得到了(le)進一步的(de)(de)去除(chu)。

2.5　在制藥廢水(shui)處理中的(de)應用

目前,制藥廢(fei)水處理(li)(li)面臨的主要問題(ti)是污染物(wu)種(zhong)類多, 濃度(du)(du)(du)高且成分復雜,沖(chong)擊負荷大,部(bu)分廢(fei)水中抗生(sheng)素的存在抑制生(sheng)化處理(li)(li)時微生(sheng)物(wu)的生(sheng)長,可(ke)生(sheng)化性差,色度(du)(du)(du)高等(deng)特點(dian)。李(li)欣,石建(jian)軍,夏靜芬,史(shi)敬偉(wei)[13-16]等(deng)對(dui)含有(you)硝(xiao)基(ji)苯、氯硝(xiao)柳胺、草甘磷(lin)、抗生(sheng)素的制藥廢(fei)水利用鐵碳(tan)微電(dian)解(jie)法(fa)進行處理(li)(li),結(jie)果表(biao)明,鐵碳(tan)微電(dian)解(jie)法(fa)對(dui)各種(zhong)成分的制藥廢(fei)水COD、色度(du)(du)(du)都有(you)較(jiao)好(hao)的去除效果,同時B/C有(you)所提高。

除上述之外,還有學者對含油廢(fei)水[17]、垃圾滲(shen)濾液[2], 高鹽度廢(fei)水[18]等利(li)用鐵碳微電解法(fa)進(jin)行處(chu)理,并對結(jie)果進(jin)行研(yan)究和探(tan)討。

3　微電解技術存在的問題以及將來研究的主要方向

3.1　微(wei)電解技術存在(zai)的(de)問題(ti)

(1)運(yun)用該技(ji)術進行廢(fei)水(shui)處(chu)理,長時(shi)間運(yun)行后會(hui)有(you)有(you)機物在鐵(tie)電極上沉積(ji),形成一層鈍化(hua)膜,阻(zu)礙了(le)(le)鐵(tie)電極與碳(tan)形成穩定的(de)(de)原電池。此外(wai),鐵(tie)碳(tan)填(tian)料容易板結,阻(zu)礙了(le)(le)廢(fei)水(shui)與填(tian)料的(de)(de)有(you)效(xiao)接觸,形成短流(liu),從(cong)而(er)降(jiang)低了(le)(le)廢(fei)水(shui)的(de)(de)處(chu)理效(xiao)果。

(2)成本(ben)較高。鐵碳電(dian)極反(fan)(fan)(fan)(fan)應在酸性條件下(xia)進行(xing)才能達到較好的效果,因此(ci)在反(fan)(fan)(fan)(fan)應之前需(xu)將(jiang)廢水pH值調(diao)至3-4, 反(fan)(fan)(fan)(fan)應結束后pH值為5.7左右,一(yi)般為了除去(qu)廢水中存在的 Fe2+和Fe3+,需(xu)要(yao)加(jia)堿將(jiang)出水pH值調(diao)至弱(ruo)堿性,并利用形成的Fe(OH)3對水中有機物進一(yi)步地吸附去(qu)除。因此(ci),大大提(ti)高了廢水處理的成本(ben)。此(ci)外,鐵碳微電(dian)解反(fan)(fan)(fan)(fan)應器的填料需(xu)要(yao)及時補充反(fan)(fan)(fan)(fan)應消耗的鐵,也進一(yi)步增加(jia)了勞動(dong)力成本(ben)。

3.2　將來研究的主要方向

(1)設(she)計新型(xing)的鐵(tie)碳微(wei)電(dian)解反應器。通過改進(jin)和優(you)化鐵(tie)碳微(wei)電(dian)解反應器內部的結(jie)構和運行方式,不僅能(neng)夠使反應更(geng)加穩定,而且能(neng)夠避(bi)免(mian)鐵(tie)碳填料(liao)的板(ban)結(jie)。

(2)與(yu)(yu)其(qi)(qi)他工藝聯用。與(yu)(yu)其(qi)(qi)他工藝聯用不僅能夠提高(gao)對(dui)污(wu)染物的去除率,而且相對(dui)降(jiang)低(di)了(le)運(yun)行(xing)的成本,有(you)望在(zai)(zai)(zai)廢水的深度處理中得以(yi)實現(xian)。如在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)碳(tan)微(wei)電解反應過程中加入(ru)雙(shuang)氧水使其(qi)(qi)與(yu)(yu)電解產生的Fe2+形成Fenton試劑,大(da)大(da)提高(gao)了(le)去除率。還有(you)人(ren)將該工藝與(yu)(yu)生物法相結合進行(xing)了(le)初步(bu)(bu)嘗試, 今后(hou)在(zai)(zai)(zai)此(ci)方面需要進行(xing)進一(yi)步(bu)(bu)的深入(ru)研究。

參考文獻
[1]任擁政,章北平,張曉昱,等.鐵碳微電解對造紙黑液的脫色處理. 水處理技術,2006,32(4):68-70.
[2]湯貴蘭,藍偉光,張燁,等.焦炭和廢鐵屑微電解預處理垃圾滲濾液的研究.環境污染治理技術與設備,2006,7(11):121-123.
[3]蔣蓉,孫振亞,吳吉權.氫氧化鐵在水處理及環境修復中的應用研究.武漢理工大學學報,2007,29(8):70-74.
[4]王敏欣,朱書全,李發生,等.微電解法用于模擬廢水脫色的研究. 黑龍江科技學院學報,2001,11(1):6-10.
[5]李家珍.染料、染色工業廢水處理.北京:化學工業出版社,1997.
[6]梁耀開,王漢道,秦文淑.鐵碳微電解法處理印染廢水的試驗研究.廣東輕工職業技術學院學報,2003,2(3):19-21.
[7]羅旌生,曾抗美,左晶瑩,等.鐵碳微電解法處理染料生產廢水.水處理技術,2005,31(11):67-70.
[8]李川,夏潔,王玉崢.微電解處理對染料廢水脫色的影響.南京林業大學學報(自然科學版), 2004 ,28(1):87-88.
[9]吳小寧,姚秉華,龔浩珍.鐵碳內電解前置處理染料廢水的試驗. 西安文理學院學報(自然科學版),2006,9(1):38-40.
[10]喬瑞平,孫承林,永輝,等.鐵碳微電解法深度處理制漿造紙廢水的研究.安全與環境學報,2007,7(1):57-59.
[11]陳芳艷,鐘宇,何軍,等.鐵屑/焦炭/H2O2法預處理焦化廢水的試驗研究.環境科學與技術,2007,30(8):90-92.
[12]張曉慧,李德生,姚志文.曝氣鐵炭微電解法預處理TNT廢水的實驗研究.安全與環境工程,2007,14(3):50-53.
[13]李欣,祁佩時.鐵炭Fenton /SBR法處理硝基苯制藥廢水.中國給水排水,2006,22(19):12-15. [14]石建軍,李治國,嚴家平.強化微電解法預處理氯硝柳胺生產廢水的研究.安徽建筑工業學院學報(自然科學版),2006,14(3): 78-80.
[15]夏靜芬,程靈勤.鐵炭微電解法處理草甘磷農藥廢水的研究.浙江萬里學院學報,2007,20(5):18-21.
[16]史敬偉,楊曉東.鐵炭微電解法預處理制藥廢水的研究.遼寧化工,2006,35(4):211-213.
[17]陳水平.鐵屑(xie)內電解(jie)法處(chu)理船(chuan)舶(bo)含油(you)廢水的研究.水處(chu)理技(ji)術(shu), 1999 ,25 (5) :303-306. [18]黃瑾,胡翔,李毅.鐵碳微電解(jie)法處(chu)理高鹽度有機廢水.化工(gong)環保,2007,27(3):250-252. 作者簡介(jie)　姜興華,男,1985年生,山東臨沂人,蘇州科技(ji)學院在(zai)讀碩士研究生,研究方向:水污(wu)染控制工(gong)程。 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章