摘要：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。
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；
②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；
③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(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。
混合微電解工藝流程如圖1所示。
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≤25mg/L，色度≤40倍)，故應(yīng)控制的主要污染指標(biāo)是COD和色度。有印染廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
現(xiàn)場試驗(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。
3.試驗(yàn)過程
現(xiàn)場試驗(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(jì)流量為30L/h，曝氣時(shí)間為15～30min，沉淀時(shí)間約為2h。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
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。
②對(duì)COD去除的效果
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。
④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。
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。
②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。現(xiàn)場試驗(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。
③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。
④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%。
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