微電解處理高濃度印染廢水工藝條件的探索研究

龍吉海

（重慶華地工程勘察設計院重慶400042）

微電解處理高濃度印染廢水工藝條件的探索研究

龍吉海

（重慶華地工程勘察設計院重慶400042）

印染廢水中退漿、煮煉、漂白高濃度廢水具有有機物濃度高、成分復雜和難生化降解等特點，經鐵炭微電解工藝處理后，不僅能有效的去除COD、色度，還能將B/C比大大提高，有利于后續生物處理效果的提高。本文針對微電解處理印染高濃度退煮漂槳廢水來研究影響其處理工藝條件的相關參數：進水的pH值、鐵炭質量比、反應時間。尋找微電解處理高濃度印染廢水的最佳工藝條件。

微電解；印染廢水；退煮漂高濃度廢水；工藝條件

1　微電解的作用機理

鐵碳微電解是當將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微原電池。反應的結果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進入溶液。由于鐵離子有混凝作用,它與污染物中帶微弱負電荷的微粒異性相吸，形成比較穩定的絮凝物(也叫鐵泥)而去除。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發生電化學反應，其反應過程如下：

陽極(Fe):Fe-2e→Fe2+

陰極(C):2H++2e→2[H]→H2

反應中，產生的了初生態的Fe2+和原子H，它們具有高化學活性,能改變廢水中許多有機物的結構和特性,使有機物發生斷鏈、開環等作用。

若有曝氣，即充氧和防止鐵屑板結。還會發生下面的反應：

反應中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，從而增強對廢水的凈化效果。

2　實驗材料

實驗用廢水水樣來自某印染廠的退、煮、漂高濃度廢水，其CODcr濃度在9000mg/L～11000mg/L。鐵料是使用零件加工廠的廢鑄鐵鐵屑，炭料為煤炭顆粒。

3　實驗方法

3.1正交實驗

通過正交實驗研究主要因素對微電解處理印染廢水效果的影響次序和最佳反應條件。

實驗主要方法如下：將鐵炭料按比例稱取后倒入燒杯中，調節廢水pH值后倒入燒杯，開啟曝氣設備進行反應。反應結束后，將廢水到處，調節pH值到8，沉淀2h后，取上清液進行分析。

選擇實驗的主要影響因素有：進水pH值、鐵炭質量比、反應時間。

影響廢水CODcr去除率的各因素重要性順序為A＞C＞B，即影響處理效果的工藝因素的主次順序依次為：pH值、反應時間、鐵炭質量比。各個因素最佳水平組合為A1B2C3。但對于因素C，水平2和3相差無幾，考慮到減少停留時間可以減少設備體積，節約投資成本，在實際操作中可以選擇停留時間60min。

因此通過正交實驗初步得出鐵炭微電解處理該廢水的最佳條件：pH值為3，反應時間為60min，鐵炭質量比2:1。最終結果還需通過單因素影響實驗來確定。

3.2單因素影響實驗

3.2.1pH值因素影響

pH值是影響微電解效果最主要的因素，為了進一步驗證pH對微電解處理廢水效果的影響，取三組不同鐵炭質量比、廢水調節為不同的pH值，反應60min后取出水樣調節pH值至8，沉淀2h后，取上清液進行分析。水樣初始CODcr濃度為9680mg/L可以得出：pH值越小處理的效果越好。但在實際操作中如果進水pH值過低，不僅對酸的用量過大，在pH值回調至8的時候堿的用量也很大，因此從成本和去除效果綜合考慮，進水pH值為3最為適宜。

3.2.2反應時間因素影響

反應時間是影響微電解處理效果的第二大因素。為研究反應時間對微電解的影響，實驗分別取了反應時間為15min、30min、60min、90min4個時間段，pH值調節至3，鐵炭質量比為3:1.每段時間反應完后，取出水樣調節pH至8，沉淀2h后取上清液進行分析。可以看出，隨著反應時間的延長，COD的去除率都隨之增大。反應60min后，COD的去除率上升趨于平緩，90min時去除率只增加了4.8%，單位時間內的去除率增加很低。所以，從COD的去除率、設備和運行成本綜合考慮，反應時間取60min較為適宜。

3.2.3鐵炭質量比因素影響

鐵炭質量比是影響微電解的次要因素。在反應時間為60min，，進水pH為3，分別取鐵炭質量比為1:1、2:1、3:1。反應結果后取出水樣，回調pH值到8，沉淀2h后，取上清液進行分析。水樣初始CODcr濃度值為9455mg/L可以看出，三個比例的鐵炭比的差別都不大，特別是比例2和3之間只有1.2%的差距。結合正交實驗的結果，鐵炭質量比可以選擇2:1或3:1。

4　結語

通過正交實驗和單因素影響實驗的結果可以得出以下結論：（1）在微電解中主要是控制好進水的pH值，使廢水的pH值維持在3。（2）反應時間也很重要，為了取得一定的處理效果，反應時間一定要夠。但反應時間過長也會增加各方面的成本，所以60min最為適宜。（3）鐵炭質量比可以根據實際情況取值2:1或3:1。

因此，微電解處理高濃度印染廢水的最佳工藝參數為：進水pH值為3、反應時間60min、鐵炭質量比為2:1或3:1。

[1]張健,等.鐵碳流化床處理染料廢水的研究[J].中國給水排水, 2001,17（8）：6-9.

[2]程滄滄,胡德文,等,微電解-光催化氧化法處理印染廢水[J].水處理技術,2005,31（7）：46-47.