鐵炭微電解法處理彩印廠有機廢水研究

胡菲菲 （長江大學城市建設學院，湖北 荊州434023）

彩印廠的洗滌廢水中含有大量的表面活性劑，其COD （化學需氧量）值及氨氮含量較高，對環境危害嚴重，因而對該類廢水的處理顯得十分必要。高濃度的有機廢水因其成分和性質的復雜性，通常難以用常規的生物方法或化學方法處理，目前國內外常見的工藝是先進行預處理，將高濃度的有機廢水中的有機成分降解一部分，預處理方法包括混凝沉淀、萃取、氣浮、膜技術、吸附、磁分離、高級氧化、鐵炭微電解等［1－8］。為此，筆者利用鐵炭微電解法處理彩印廠有機廢水進行了處理研究。

1 試驗裝置與方法

1）試驗裝置 試驗裝置為固定床反應器 （包括微電解反應器和反應池），其下部分別設一個入水口和進氣口，底部采用一個具有24孔的有機玻璃篩板起支撐填料作用 （見圖1）。

2）試驗方法 由于彩印機機臺的洗滌廢水的COD預估為16000～18000mg／L，超出化學需氧速測儀的測量量程范圍，需將原水稀釋20倍，使廢水的COD位于化學需氧速測儀的測量量程范圍內。取5.00ml廢水置于100ml的量筒中，稀釋20倍 （即加蒸餾水至100ml刻度線），選擇化學需氧速測儀的量程范圍為100～1200mg／L時測定COD值。為提高檢測COD值的準確性，測得2組平行原水樣COD值分別為877.9mg／L和817.2mg／L，然后取其平均值。

圖1 固定床反應器結構圖

2 結果與討論

1）炭粒形狀對COD處理效果的影響 活性炭性狀對COD去除率測試結果表如表1所示。

表1 不同活性炭性形狀條件下COD去除率測試結果表

從表1可以看出，顆粒狀和粉末狀活性炭處理效果遠優于棒狀活性炭，而粉末狀活性炭的處理廢水的COD去除率雖略高于顆粒狀活性炭，但其去除效果不穩定，易發生 “跑炭”現象，不利于工程實際運用，故確定顆粒活性炭作為填料。

2）鐵炭質量比對COD處理效果的影響 為保持微電解反應器處理有機廢水的持續性，連續做3組COD去除率試驗，即前一組試驗測試結束后，倒出處理水，注入原水，繼續用原有的鐵炭進行下一組試驗（每組反應時間為4h，即第1組反應時間為0～4h，第2組反應時間為4～8h，第3組反應時間為8～12h），不同鐵炭比條件下COD去除率測試結果圖如圖2所示。從圖2可以得出，鐵炭質量比為2：1時COD去除率最高，且反應器內鐵炭板結現象不明顯。因此，確定有機廢水處理時的鐵炭比為2∶1。

3）曝氣量對COD處理效果的影響 為保持微電解反應器處理有機廢水的持續性，同樣連續做3組COD去除率試驗 （每組反應時間為4h，即第1組反應時間為0～4h，第2組反應時間為4～8h，第3組反應時間為8～12h）。曝氣量與COD去除率關系圖如圖3所示。從圖3可以看出，第1、第2組廢水在曝氣量為2.10m3／h時COD去除率較高，而第3組試驗數據變化較大 （因有活性炭解析作用影響）。綜合考慮，確定有機廢水處理時的曝氣量為2.10m3／h。

4）曝氣時間對COD處理效果的影響 在曝氣量為2.10m3／h、鐵炭比為2：1的條件下，連續4h內每隔1h測定1次COD去除率，試驗結果如圖4所示。從圖4可以看出，在4h反應時間內，H1和H2微電解反應器中COD去除率在2小時時去除率最高 （分別達到75.85%和74.57%）。結合工程實際，認為有機廢水處理時的曝氣時間以2h為宜。

圖2 不同鐵炭質量比條件下COD去除率變化曲線圖

圖3 曝氣量與COD去除率關系圖

3 結 語

圖4 不同曝氣時間條件下COD去除率變化曲線圖

鐵炭微電解法無須外加電源，被廣泛應用于各類有機廢水的脫色與COD的去除。在用酸或堿調節廢水pH值后，流經以鑄鐵屑或中炭鋼及炭粒混合為填料的微電解反應器，從而達到降低有機廢水中COD值及氨氮含量的目的。當選用顆粒活性炭作為填料、曝氣時間為2h、曝氣量為2.10m3／h、鐵炭質量比為2：1時，彩印廠有機廢水的COD值去除效果比較理想，其可生化性提高，能夠滿足后續進入生化池處理的要求。

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