混凝-電解預(yù)處理木材蒸煮廢水的研究

謝國建，徐 佳，沙昊雷

（1.杭州市蕭山區(qū)人民政府南陽街道辦事處，浙江杭州311227；2.杭州市蕭山區(qū)益農(nóng)鎮(zhèn)人民政府，浙江杭州311247；3.浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江寧波315100）

混凝-電解預(yù)處理木材蒸煮廢水的研究

謝國建1，徐 佳2，沙昊雷3

（1.杭州市蕭山區(qū)人民政府南陽街道辦事處，浙江杭州311227；2.杭州市蕭山區(qū)益農(nóng)鎮(zhèn)人民政府，浙江杭州311247；3.浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江寧波315100）

針對木質(zhì)素含量高和可生化性差的特點，采用混凝-電解對木材蒸煮廢水進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果表明：經(jīng)過混凝沉淀處理，懸浮物 （SS）濃度達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)；電解可以有效降低CODCr濃度，廢水在最佳工藝條件下經(jīng)過30min的電解處理，CODCr的去除率達(dá)到37.18%，B／C從0.09上升到0.31，可生化性得到提高。

木材蒸煮廢水；混凝；電解；預(yù)處理

本研究對取自浙江某木業(yè)有限公司污水站調(diào)節(jié)池的廢水進(jìn)行了混凝-電解預(yù)處理，考察了關(guān)鍵工藝參數(shù)對電解效果的影響和電解前后廢水可生化性的變化。

1 材料和方法

1.1 電解裝置

電解裝置為自制的玻璃槽，容積4L（20cm× 10cm×20cm），兩邊放置陰極（不銹鋼板），中間放置陽極（網(wǎng)狀Ti基PbO2催化電極），極板大小均為15cm×8cm，如圖1所示。由直流穩(wěn)壓電源（WYJ-9601型）供電。

1.2 廢水水質(zhì)

廢水取自浙江某木業(yè)有限公司污水站調(diào)節(jié)池，共采集6個批次，每個批次約10L，廢水水質(zhì)如表1所示。

表1 廢水水質(zhì) （mg／L）

1.3 分析方法

pH值采用膜電極法（WTW330i便攜式pH計）測定，CODCr采用重鉻酸鉀法 （《水和廢水監(jiān)測分析方法》第四版）測定，BOD5采用稀釋接種法 （《水和廢水監(jiān)測分析方法》第四版）測定，SS采用重量法（GB 11901-89水質(zhì)懸浮物的測定重量法）測定。廢水pH值用NaOH溶液和H2SO4調(diào)節(jié)。

2 結(jié)果和討論

2.1 混凝沉淀處理

綜上所述，課后環(huán)節(jié)應(yīng)包含：①教師：知識補(bǔ)救、制作微視頻(針對難題、重點題及易錯題等)，在線指導(dǎo)和作品評價；②學(xué)生：撰寫學(xué)習(xí)成果、分享成果和學(xué)生互評，鞏固擴(kuò)展學(xué)習(xí)。[4]

以硫酸鋁為絮凝劑，以聚丙烯酰胺為助凝劑，對采集的6個批次的廢水，分別進(jìn)行燒杯小試實驗，考察SS的去除效果，確定絮凝劑和助凝劑的最佳投加比例，再對每個批次的廢水進(jìn)行混凝沉淀處理，靜置2h左右，取上清液作為電解實驗廢水備用，并測定pH值、CODCr、BOD5和SS，結(jié)果如表2所示。

表2 上清液水質(zhì) （mg／L）

由表2可知，經(jīng)過混凝沉淀處理后，各批次廢水的pH值和SS已達(dá)到《GB8978-96污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，CODCr和BOD5濃度均不同程度降低。

2.2 pH值對電解效果的影響

常溫下取廢水3.5L，在電流密度為5mA／cm2、極板間距為2cm、電解時間為30min的條件下，考察了pH值對電解效果的影響，廢水初始CODCr濃度在1100～300 mg／L，每5min采樣測定CODCr濃度，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著電解時間增加，CODCr濃度均呈現(xiàn)下降趨勢。其中pH值為6.72的廢水下降最快，CODCr濃度從1152mg／L下降到737mg／L，去除率為36.02%。經(jīng)過綜合分析認(rèn)為，在本實驗條件下，廢水的pH值控制在7左右最佳。

2.3 電流密度對電解效果的影響

常溫下取廢水3.5L，在pH值為6.93、極板間距為2cm、電解時間為30min的條件下，考察了電流密度對電解效果的影響，廢水初始CODCr濃度在1100～1300mg／L，每5min采樣測定CODCr濃度，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，隨著電解時間增加，CODCr濃度均呈現(xiàn)下降趨勢。其中，電流密度為6 mA／cm2的廢水下降最快，CODCr濃度從1147mg／L下降到703mg／L，去除率為38.71%。因為電流密度大，產(chǎn)生的·OH、 H2O2等強(qiáng)氧化物質(zhì)也多，提高了有機(jī)物的去除效率［5］。但增加電流密度，要以增加耗電量為前提，在本實驗中，電流密度為5mA／cm2的廢水樣本的CODCr去除率也達(dá)到了33.24%，只要再經(jīng)過生化處理，完全可以使廢水達(dá)標(biāo)排放，因此經(jīng)過綜合分析認(rèn)為，最佳的電流密度為5mA／cm2。

2.4 極板間距對電解效果的影響

常溫下取廢水3.5L，在pH值為7.07、電流密度為5mA／cm2、電解時間為30min的條件下，考察了不同的極板間距對電解效果的影響，廢水初始CODCr濃度在1100～1300mg／L，每5min采樣測定CODCr濃度，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，極板間距越小，效果越明顯，但過小的極板間距會使電流增大，從而增加發(fā)熱量，最終影響處理效率。在工程應(yīng)用中，電解裝置將放大，由于安裝和水流等原因可能造成極板抖動，過小的極板間距可能導(dǎo)致電路短路，因此經(jīng)過綜合分析認(rèn)為，最佳的極板間距為3cm。

2.5 電解對廢水可生化性的影響

常溫下取廢水3.5L，在pH值為6.97、電流密度為5mA／cm2、極板間距為3cm、電解時間為30min的條件下，考察了電解前后廢水可生化性（B／C）的變化情況，每5min采樣測定CODCr和BOD5濃度，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，經(jīng)過電解處理，廢水的CODCr濃度從1221mg／L下降到767mg／L，去除率達(dá)到37.18%，BOD5濃度從104mg／L上升到236mg／L，B／C從0.09上升到0.31。

3 小結(jié)

（1）采集的6個批次廢水經(jīng)過混凝沉淀處理，pH值和SS可以達(dá)到《GB 8978-96水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，CODCr和BOD5濃度均不同程度降低。

（2）電解可以有效降低CODCr濃度。在本實驗條件下，最佳工藝條件為pH值7左右、電流密度5mA／cm2、極板間距3cm。

（3）廢水在最佳工藝條件下經(jīng)過30 min的電解處理，CODCr的去除率達(dá)到37.18%，B／C從0.09上升到0.31，可生化性得到提高，有利于進(jìn)一步的生化處理。

［1］郁桂林，于金蓮，王珩.木材蒸煮廢水的化學(xué)處理 ［J］.上海師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，34（4）：101-104.

［2］陳南南.造紙廢水的毒性研究［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008，27（6）：13-15.

［3］唐檐，姜佩華，奚旦立.木材蒸煮廢水預(yù)處理的實驗研究［J］.凈水技術(shù)，2008，27（6）：34-37.

［4］羅陽春，王家德，陳建孟，等.電催化氧化技術(shù)提高垃圾滲濾液可生化性的研究［J］.水處理技術(shù)，2005，31（5）：73-75，86.

［5］王敏，李小明.催化電解法處理垃圾滲濾液的研究 ［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2002，25（2）：17-21.

Study of Pretreatment on W ood Cooking W astewater by Coagulation-electrolysis Technology

XIE Guo-jian1，XU Jia2，SHA Hao-lei3
（1.Nanyang Street Agency of Xiaoshan District People＇s Government in Hangzhou City，Hangzhou Zhejiang 311227，China）

Coagulation-electrolysis technology was used to pretreat wood cooking wastewater in view of its high lignin content and poor biodegradability.The results showed that suspended solids（SS）concentration reached the national first class discharge standard after coagulation sedimentation.Electrolysis process could reduce CODCrconcentration efficiently.After 30 minutes's electrolysis disposal under the optimal technical conditions，the removal rate of CODCrwas 37.18%，and B／C ratio increased from 0.09 to 0.31.Wastewater's biodegradability was improved.

wood cooking wastewater；coagulation；electrolysis；pretreat

X703

A

1673-9655（2015）05-0069-03

2015-02-10

謝國建（1981-），男，浙江杭州人，工程師，現(xiàn)工作于杭州市蕭山人民政府南陽街道辦事處。