銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

　　鐵碳微電解技術(shù)具有無(wú)需外部電源、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢合理、操作煩瑣等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)具有開(kāi)展前景的水處置技術(shù)。本文以硫鐵礦燒渣為主要資料制備了球形鐵碳填料，并將其用于電鍍清洗廢水的處置。研討了鐵碳填料對(duì)電鍍清洗廢水的微電解性能。

　　一、實(shí)驗(yàn)

　　1.1實(shí)驗(yàn)資料與試劑

　　硫鐵礦燒渣，廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司;黏土，取自廣州某山隅;鈣基膨潤(rùn)土，石家莊磊泰科技有限公司;活性炭粉末(剖析純)，天津市科密歐化學(xué)藥劑有限公司;硫酸銨(剖析純)，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)藥劑有限公司;硫酸(剖析純)，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)藥劑有限公司;氧化鈣(剖析純)，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)藥劑有限公司;陰離子型聚丙烯酰胺(剖析純)，天津北海藥品有限公司;商業(yè)鐵碳資料，取自邢臺(tái)某電鍍廠工業(yè)廢水處理工段。

　　1.2實(shí)驗(yàn)儀器

　　FW80型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，上海書培實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;4-10型馬弗爐，上海科恒實(shí)業(yè)開(kāi)展有限公司;PHS-3E型pH計(jì)，上海雷磁儀器有限公司;Varan700型ICP，安捷倫科技(中國(guó))有限公司。

　　1.3實(shí)驗(yàn)廢水

　　實(shí)驗(yàn)廢水采用河北邢臺(tái)某電鍍廠的清洗槽廢水，其水質(zhì)狀況：pH值0.62，總As17.6mg/L，總Cr5.0mg/L，總Ni2.4mg/L，總Cu38.8mg/L，總Zn0.8mg/L，總Fe26.4mg/L，總Al306.4mg/L，氨氮3157.6mg/L，COD1198.9mg/L。除Zn外，廢水中的重金屬離子均超標(biāo)，氨氮和COD偏高，不契合排放或進(jìn)入生化系統(tǒng)處置的規(guī)范。

　　1.4鐵碳填料的制備

　　1.4.1硫鐵礦燒渣

　　硫鐵礦燒渣是在硫鐵礦制酸過(guò)程中由電除塵器搜集得到的。先水洗燒渣，去除渣中剩余的有機(jī)灰分及可溶性鹽類，再枯燥。燒渣的主要成分：有效硫3.06%，全硫5.49%，鐵64.50%，氧化鈣3.32%，硫酸根離子17.96%。

　　1.4.2鐵碳填料

　　將黏土和鈣基膨潤(rùn)土分別破碎后，過(guò)100目篩并烘干備用。制備100g鐵碳填料，需求硫鐵礦燒渣69.8g、活性炭粉末15g、黏土32g、鈣基膨潤(rùn)土8g、氧化鈣2g、硫酸銨1g。

　　依據(jù)實(shí)驗(yàn)配方稱量藥劑、資料，并放入燒杯中混勻。參加適量的水使混合物黏結(jié)，經(jīng)過(guò)壓片機(jī)壓制成球形顆粒(直徑為15mm$將鐵碳填料置于坩堝內(nèi)，外表掩蓋過(guò)40目篩的干凈細(xì)沙，填料體積不大于坩體積的1/3。將圮坩放入烘箱內(nèi)于80f下保溫1h，105f下保溫2h。轉(zhuǎn)移進(jìn)入馬弗爐，加熱至200f后，以2f/min的梯度升溫，300f下真空焙燒2h，400f下保溫2h。之后，中止加熱并降至室溫，取出鐵碳填料，枯燥后備用。鐵碳填料的壓潰強(qiáng)度為32.8N。

　　1.5實(shí)驗(yàn)辦法

　　1.5.1微電解實(shí)驗(yàn)辦法

　　微電解實(shí)驗(yàn)在自制的反響安裝中實(shí)行。實(shí)驗(yàn)安裝如圖1所示?？諝庥煞错懫鞯撞康钠貧饪谶M(jìn)入，經(jīng)砂芯氣體散布板分散成細(xì)小氣泡，使填料在曝氣條件下對(duì)廢水實(shí)行微電解處置。微電解反響前，運(yùn)用氧化鈣或硫酸調(diào)理廢水pH值，過(guò)濾后的清液進(jìn)入微電解反響系統(tǒng)。反響后的廢水經(jīng)過(guò)排放口進(jìn)入處置槽，先運(yùn)用氧化鈣調(diào)理pH值至8?9，再運(yùn)用1%。陰離子型聚丙烯酰胺絮凝、沉淀并過(guò)濾。對(duì)不同反響階段清液中的重金屬離子、COD、氨氮實(shí)行剖析，調(diào)查其去除狀況。

　　1.5.2水質(zhì)剖析辦法

　　COD的測(cè)定參照《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻鹽法》(GB11914—1989)。

　　氨氮的測(cè)定參照《水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ535—2009)。

　　重金屬離子的測(cè)定采用ICP。

　　二、結(jié)果與討論

　　2.1微電解工藝優(yōu)化

　　2.1.1交互正交實(shí)驗(yàn)

　　經(jīng)過(guò)前期大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：廢水pH值(A)、鐵碳填料的添加量(B)、反響時(shí)間(C)對(duì)COD的去除率影響較大，曝氣流量對(duì)廢水處置結(jié)果的影響較小。思索實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定性，曝氣流量維持不變。由單要素實(shí)驗(yàn)可知，三組靈活要素對(duì)COD去除率的影響是非線性的，需求思索各要素間的交互作用，由此設(shè)計(jì)了L27(313)正交實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

　　2.1.2極差和方差剖析

　　依據(jù)表1的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同微電解處置條件下COD和氨氮的去除率。經(jīng)過(guò)Minitab軟件對(duì)兩種評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)行極差和方差剖析由極差剖析結(jié)果可知，廢水pH值、廢水pH值與鐵碳填料的添加量及反響時(shí)間的交互作用是影響COD和氨氮去除率的主要要素。由方差剖析結(jié)果可知，廢水pH值是極顯著要素，廢水pH值與鐵碳填料的添加量及反響時(shí)間的交互影響是顯著要素，其他要素影響不顯著。這與極差剖析的結(jié)果較為致。

　　2.1.3交互要素剖析

　　(1)廢水pH值與鐵碳填料添量量的交互作用

　　圖2為廢水pH值與鐵碳填料添量量的交互作用對(duì)COD去除率的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)證明，酸性條件有利于鐵碳微電解反響的實(shí)行。若廢水pH值過(guò)低(0.62)，Fe0耗費(fèi)過(guò)快，水中鐵離子的質(zhì)量濃度快速升高。若要保證COD的去除率，需增加鐵碳填料的添加量，后期中和處置重金屬離子時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的化學(xué)污泥。若廢水pH值偏高(4.50)，反響效率降低，反響時(shí)間和水力停留時(shí)間均延長(zhǎng)，所需微電解反響器的體積也會(huì)相應(yīng)增加，建立本錢升高。合理的廢水pH值，可均衡反響速率與反響強(qiáng)度之間的矛盾，縮短微電解反響時(shí)間，也可控制化學(xué)污泥的產(chǎn)量。廢水pH值可經(jīng)過(guò)氧化鈣調(diào)理，控制在2.50左右，鐵碳填料的添加量可選擇15g/L。

　　(2)廢水pH值與反響時(shí)間的交互作用

　　在微電解反響過(guò)程中，水相的pH值會(huì)隨反響時(shí)間的延長(zhǎng)而變化。反響初期，pH值會(huì)有一段短暫的增長(zhǎng)，之后趨于穩(wěn)定。pH值穩(wěn)定后，微電解反響速率逐步降低。合理地控制反響時(shí)間，在保證廢水處置效果的前提下，節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。圖3為廢水pH值與反響時(shí)間的交互作用對(duì)COD去除率的影響。由圖3可知：廢水pH值和反響時(shí)間的交互作用對(duì)COD去除率的影響趨向呈“馬鞍”型，反響時(shí)間可控制在30min。

　　綜合思索，鐵碳填料微電解反響的最佳工藝條件為：廢水pH值2.50，鐵碳填料的添加量15g/L，反響時(shí)間30min。

　　2.2鐵碳填料對(duì)電鍍清洗廢水的微電解性能

　　表2為不同處置過(guò)程的廢水指標(biāo)剖析。由表2可知：氧化鈣直接處置可沉降98.0%以上的重金屬離子，COD降低約43.0%，對(duì)氨氮的處置效果不明顯，產(chǎn)生化學(xué)污泥117g/L廢水；而微電解過(guò)程產(chǎn)生的化學(xué)污泥是氧化鈣辦法的45%?53%。商品鐵碳填料的微電解過(guò)程對(duì)重金屬離子的去除效果不明顯，COD降低75.5%，氨氮降低3.5%，化學(xué)污泥共計(jì)62g/L廢水。鐵碳填料的微電解過(guò)程對(duì)As、Cr、Cu有明顯的去除效果，COD降低78.6%，氨氮降低15.0%，化學(xué)污泥共計(jì)53g/L廢水。與商品鐵碳填料相比，由硫鐵礦燒渣制備的鐵碳填料存在較高的COD和氨氮去除率、添加量少、反響時(shí)間短、微電解初始pH值低、化學(xué)污泥減量等優(yōu)勢(shì)。

　　三、結(jié)論

　　以硫鐵礦燒渣為主要資料制備了球形鐵碳填料，并將其用于電鍍清洗廢水的處置。經(jīng)過(guò)交互正交實(shí)驗(yàn)，肯定鐵碳填料微電解反響的最佳工藝條件為：廢水pH值2.50，鐵碳填料的添加量15g/L反響時(shí)間30min.與商品鐵碳填料相比，由硫鐵礦燒渣制備的鐵碳填料存在較高的COD和氨氮去除率、添加，量少、反響時(shí)間短、微電解初始pH值低、化學(xué)污泥減量等優(yōu)勢(shì)。