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

　　微電解法又稱內(nèi)電解法、零價鐵法，由于該技術(shù)具有適用范圍廣、處置效果好、運用壽命長、本錢低廉等優(yōu)點而普遍應(yīng)用于印染工業(yè)廢水處理中。近年來，以鐵屑和活性炭為主要原料，以膨潤土為黏結(jié)劑的球狀微電解材料的應(yīng)用，既處理了傳統(tǒng)鐵碳床鐵屑板結(jié)的問題，又到達(dá)去除廢水的有機物、降低廢水的生物毒性和提升廢水的可生化性的目的。但是，目前市售的微電解材料仍存在pH順應(yīng)范圍較窄，處置后廢水可生化性較低的問題。

　　聚乙烯醇(PVA)作為上漿劑普遍應(yīng)用于紡織印染行業(yè)，使得印染退漿廢水含有大量的PVA。PVA是典型的難生物降解物，單獨采用生物手腕處置常常存在本錢高、工藝復(fù)雜、特種微生物挑選冗雜艱難等問題

　　楊曉明在鐵碳微電解處置印染廢水研討中發(fā)現(xiàn)，酸性條件下微電解處置效果較好，而在pH大于5之后CODCr去除率降低至30%以下。李虹的研討標(biāo)明經(jīng)過添加兩性金屬可拓寬微電解材料的pH適用范圍，提升廢水的可生化性。本文基于前人對微電解材料的研討，開發(fā)出一種處置才能高于市售微電解材料、pH順應(yīng)范圍更廣的新型微電解材料，應(yīng)用該材料與傳統(tǒng)鐵碳微電解材料預(yù)處置實踐PVA廢水，比擬二者對污染組分的去除效果以及對可生化性的提升水平，肯定其工藝參數(shù)，為PVA廢水處置提供一種愈加經(jīng)濟(jì)適用的預(yù)處置工藝。

　　1、材料與辦法

　　1.1 實驗材料

　　實驗采用的微電解材料為本實驗室自制的改性微電解材料。將鐵粉、鋁粉、活性炭、膨潤土依照質(zhì)量比6∶3∶3∶5混合平均，參加適量水使其呈黏稠狀，用造粒機造粒成平均的直徑為10mm的球體。將其置于高溫管式爐內(nèi)，在活動的氮氣維護(hù)下，于800℃焙燒3h，即得改性微電解材料。經(jīng)剖析測定，其均勻孔徑5.463nm，總孔容0.09cm3/g，比外表積65.686m2/g

　　PVA模仿廢水由0.14g/L的蔗糖、0.13g/L的NH4Cl和0.3g/L的PVA配制而成。PVA模仿廢水與實踐退漿廢水(來源于浙江某印染廠)的詳細(xì)水質(zhì)指標(biāo)見表1。

　　1.2 實驗辦法

　　1.2.1 新型微電解材料工藝參數(shù)挑選

　　先用PVA模仿廢水將微電解材料充沛浸泡至吸附飽和。量取質(zhì)量濃度為0.3g/L的PVA模仿廢水100mL作為處置對象。經(jīng)過單要素實驗，分別討論材料一次投加量、反響初始pH以及反響時間對處置效果的影響。測定PVA含量、CODCr、BOD5，并計算BOD5/CODCr，肯定最佳工藝條件。本文所用實驗設(shè)備如圖1所示。

　　1.2.2 微電解預(yù)處置實踐退漿廢水實驗

　　實踐退漿廢水中有大量的固體懸浮物，在微電解預(yù)處置前，先對廢水實施混凝處置。向?qū)嵺`退漿廢水中參加廢水體積2%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚合氯化鋁(PAC)溶液，用攪拌機以150r/min快轉(zhuǎn)2min，再參加廢水體積1%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，再以50r/min慢轉(zhuǎn)10min，反響完畢后沉淀一段時間，取上清液。在已挑選出的最佳工藝參數(shù)下，運用自制微電解材料與市售傳統(tǒng)微電解材料(來源于山東某環(huán)保公司)對混凝后的出水實施微電解預(yù)處置，測定PVA含量、CODCr和BOD5。預(yù)處置后的水經(jīng)過pH調(diào)理后進(jìn)入小試生物處置設(shè)備(生化反響池)，并接種來自實驗室SBR設(shè)備中的污泥，好氧曝氣反響48h，實施兩日活性污泥曝氣實驗。每隔一段反響時間，沉淀后取上清液測定其PVA含量、CODCr.以CODCr去除率和PVA去除率為主要指標(biāo)，調(diào)查兩種材料對退漿廢水的處置效果。微電解預(yù)處置實踐退漿廢水工藝流程如圖2所示。

　　1.3 檢測辦法

　　CODCr測定采用HJ/T399—2007《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定快速消解分光光度法》;BOD5運用德國WTW公司OxiTopIS6/IS12型BOD測定儀測定；PVA的測定目前國度沒有明白的標(biāo)準(zhǔn)，查閱文獻(xiàn)后采用規(guī)范曲線法測定。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 新型微電解材料降解PVA模仿廢水最佳工藝參數(shù)挑選

　　2.1.1 一次投加量

　　微電解材料一次投加量的增加會提升微電解材料的反響比外表積，這是影響有機物降解效率的重要要素之一。因而在曝氣條件下，反響時間為60min、初始pH為5時，將材料的用量控制在301、384、465、543、619g/L，調(diào)查微電解材料在不同材料用量條件下對CODCr和PVA去除率的影響，結(jié)果如圖3所示。

　　由圖3可知：材料一次投加量從301g/L增至619g/L時，PVA去除率提升不顯著，但是均可達(dá)58%以上。其中一次投加量由465g/L增加至543g/L時，PVA的去除率從65.1%稍微減少到64.5%，思索到測定過程存在人為誤差等要素，兩者差距能夠疏忽不計。

　　相比于PVA的去除率隨材料一次投加量無顯著性的規(guī)律變化，當(dāng)材料一次投加量從301g/L增至384g/L時，CODCr的去除率隨材料一次投加量的增加呈顯著的上升趨向。這是由于PVA模仿廢水與微電解材料接觸的外表積隨著材料一次投加量的提升而增加，產(chǎn)生了更多的微觀原電池，提升了微電解材料關(guān)于污染物的降解效果。當(dāng)材料一次投加量增至465g/L時，CODCr去除率到達(dá)49.3%，之后再繼續(xù)增加投加量，CODCr去除率增長遲緩，在材料一次投加量為619g/L時，CODCr去除率為51.3%。

　　材料一次投加量的幾直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)本錢，用量過大會加速板結(jié)，增加運轉(zhuǎn)本錢。從去除效果與經(jīng)濟(jì)效益兩個方面來看，最終肯定465g/L為最佳材料一次投加量。

　　2.1.2 反響初始pH

　　反響體系的pH是影響自制微電解材料合成速率的重要要素之一。在曝氣條件下，反響時間為60min、微電解材料投加量為465g/L時，將反響體系初始pH控制在3、5、7、9、11，調(diào)查自制微電解材料在不同pH條件下對CODCr和PVA去除率的影響，結(jié)果如圖4所示。

　　由圖4可知：自制的微電解材料在pH為3和5的條件下經(jīng)過60min的曝氣反響后，PVA去除率均可到達(dá)60%以上，CODCr去除率可達(dá)40%以上。與傳統(tǒng)微電解填料只能在酸性條件下才干運用相比，該材料在pH為3、5、7和11均可應(yīng)用，即酸性條件和堿性條件下，反響效果均較好。酸性條件下，金屬鋁和鐵的復(fù)原作用及置換反響所產(chǎn)生的原子態(tài)[H]具有高的化學(xué)活性，它能改動廢水中許多有機物的構(gòu)造和特性，使有機物發(fā)作斷鏈、開環(huán)，促進(jìn)了微電解反響的實施，其反響方程式為Fe+2H+→Fe2++2[H]，Al+3H+→Al3++3[H]，2H++2e-→2[H]。堿性條件下，由于鋁是兩性物質(zhì)，同樣會發(fā)作化學(xué)復(fù)原反響生成原子態(tài)[H]，其反響方程式為Al+OH-+H2O→AlO2-+3[H];同時大量存在的OH-在電化學(xué)反響中也會生成•OH，使溶液中•OH增加，因而pH升高到11時，CODCr的去除率開端上升。

　　在初始pH為7、9和11的中性和堿性廢水中，經(jīng)過60min的曝氣微電解，PVA模仿廢水中PVA的去除率可達(dá)50%以上，在中性和堿性廢水中也有較好的污染物去除率，拓寬了微電解材料的pH適用范圍，提升了PVA廢水的可生化性。

　　pH=5時，PVA和CODCr的去除率分別為65.1%、49.3%，均到達(dá)最大，因而選取5為最佳pH。

　　2.1.3 反響時間

　　在曝氣條件下，反響初始pH為5、微電解材料投加量為465g/L時，調(diào)查反響時間對CODCr和PVA去除率的影響，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知：90min內(nèi)CODCr和PVA的去除率整體呈現(xiàn)出增加的趨向，這是由于鐵和碳之間、鋁和碳之間構(gòu)成的宏觀電池和微觀電池可以持續(xù)產(chǎn)生較強的氧化復(fù)原作用，將難斷鏈或開環(huán)的有機物變成了易降解的小分子物質(zhì)。隨著處置時間的延長，廢水中CODCr的去除率增加水平減小，趨于平穩(wěn)，此研討結(jié)論與蔣霞等運用鐵碳微電解材料處置印染廢水的實驗結(jié)果吻合。這是由于廢水中污染物濃度不時降落，使得反響速率減小。

　　在反響時間為45min與60min時PVA的去除率呈現(xiàn)動搖，是由于PVA模仿廢水的初始PVA質(zhì)量濃度較低，反響45min時PVA質(zhì)量濃度為0.105g/L，60min時為0.111g/L，二者相差不大，在誤差允許范圍內(nèi)。在反響初期，由于原子態(tài)[H]和Fe2+的作用使PVA發(fā)作開環(huán)、斷鏈，PVA質(zhì)量濃度降低；PVA斷鏈后中間產(chǎn)物仍能以COD的方式被檢測出來，致使CODCr與PVA的去除率不同步。在反響60min后CODCr與PVA的去除率根本到達(dá)穩(wěn)定，分別穩(wěn)定在49.3%和65.1%以上，綜合思索兩個指標(biāo)將后續(xù)穩(wěn)定反響的時間設(shè)在60min。

　　綜上所述，微電解的最佳工藝參數(shù)為：曝氣條件下，微電解材料一次投加量465g/L，反響初始pH為5，反響時間為60min。在最佳實驗條件下，得到自制微電解材料對PVA模仿廢水的CODCr與PVA的去除率分別為49.3%和65.1%。在此實驗根底上，測定了水中Fe3+和Al3+的含量分別為0.03‰和0.02‰，溶出的Fe3+和Al3+在后期混凝處置實驗中能夠起到絮凝的作用。

　　2.2 微電解材料預(yù)處置實踐退漿廢水及后續(xù)生物處置

　　2.2.1 不同微電解材料對實踐退漿廢水生化性的影響

　　廢水的可生化性是指廢水中的有機物被生物降解的難易程度，因而又稱為生物降解性。廢水的可生化性直接關(guān)系到該種廢水能否直接采用生物辦法實施處置以及其運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的難易水平，普通用BOD5/CODCr實施表征，BOD5/CODCr越大可生化性越好。

　　在已挑選出的微電解最佳工藝參數(shù)下，對混凝后的實踐退漿廢水實施微電解處置，處置效果見表2。由表2可知：自制微電解材料處置后，實踐退漿廢水的BOD5/CODCr為0.32明顯優(yōu)于市售材料的0.19。同時實驗標(biāo)明，自制微電解材料出水的CODCr和PVA去除率分別為48.7%和36.7%，而傳統(tǒng)微電解材料的僅為15.3%和11.7%。這是由于自制微電解材料所運用活性炭粉末、膨潤土以及金屬鋁與傳統(tǒng)的微電解材料相比，比外表積更大，吸附雜質(zhì)的有效面積也更大，對污染物的去除效果也相對更好;而且，鋁的金屬性比鐵生動，在原電池反響中，增強了微電解材料降解性能和順應(yīng)才能。

　　2.2.2 不同微電解材料對組合工藝處置實踐退漿廢水效果影響

　　以實踐退漿廢水為研討對象，應(yīng)用自制的新型微電解材料與市售材料實施預(yù)處置實驗，由表3可知：實踐退漿廢水經(jīng)混凝處置后CODCr由5315mg/L降至2981mg/L，去除率為43.9%，同時PVC也得到少量去除?；炷鏊M(jìn)一步實施微電解反響，采用自制微電解材料出水PVA質(zhì)量濃度和CODCr分別降至0.38g/L和1529mg/L，而從市面置辦的材料處置出水PVA質(zhì)量濃度和CODCr僅降至0.53g/L和2525mg/L。經(jīng)過對表2中數(shù)據(jù)實施計算可知，在微電解處置后廢水的兩日生化處置實驗階段，自制微電解材料的CODCr去除率為49.2%(從1529mg/L降落到776mg/L)，高于市售材料的27.2%(從2525mg/L降落到1837mg/L)，此結(jié)果與表2中自制微電解材料BOD5/CODCr更高的實驗結(jié)果相吻合，完成了提升生化性的目的，完整能夠用于后續(xù)的好氧生物工藝。在用新型微電解材料處置真實退漿廢水的混凝–微電解–生化處置實驗中，最終CODCr去除率可以到達(dá)85.4%，PVA的去除率到達(dá)66.2%。綜上所述，相比于傳統(tǒng)市售材料，自制微電解材料對污染物的降解才能更優(yōu)，順應(yīng)性更強，提升可生化性的作用更顯著，對退漿廢水預(yù)處置的效果更佳。

　　3、結(jié)論

　　(1)與傳統(tǒng)微電解填料只能在酸性條件下運用相比，自制微電解材料在初始中性和堿性廢水中對PVA模仿廢水都有一定的去除效果。自制微電解材料處置PVA模仿廢水的最優(yōu)工藝條件為：在曝氣條件下，反響時間為60min、進(jìn)水pH為5、材料一次投加量為465g/L。

　　(2)運用新型材料微電解處置實踐退漿廢水，可以改善實踐退漿廢水的可生化性，使BOD5/CODCr值增加至0.32，到達(dá)了預(yù)處置提升可生化性的目的。

　　(3)運用混凝法與自制微電解材料分離對實踐退漿廢水預(yù)處置，并結(jié)合后續(xù)活性污泥法的小試實驗結(jié)果標(biāo)明：此種組合工藝對實踐退漿廢水具有很好的處置效果，最終CODCr去除率到達(dá)85.4%，PVA去除率到達(dá)66.2%。