鐵碳微電解法對聚甲醛廢水的預處理研究

王楠

摘? 要：聚甲醛廢水是在以甲醇為原料生產甲醛、三聚甲醛、聚甲醛過程中產生的，其pH低，水質波動大，可生化性差，是一種難處理的煤化工廢水。采用鐵碳微電解預處理，以鐵屑-活性炭粉末為反應材料，研究鐵碳質量比、反應時間、反應pH值對聚甲醛廢水有機物去除效果的影響，反應pH為4，停留時間為2h，鐵碳比為2：1。CODcr為3082mg/L，去除率能夠達到35%，由于反應過程中消耗H+，pH會上升到4.71。

關鍵詞：聚甲醛廢水;鐵碳微電解;預處理

中圖分類號：X703? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）31-0089-02

Abstract： Polyformaldehyde wastewater is produced in the process of producing formaldehyde， trimethylene and polyformaldehyde from methanol. It has low pH， large water quality fluctuation and poor biodegradability， so it is a kind of coal chemical wastewater which is difficult to be treated. Using iron filings and activated carbon powder as reaction material， the effects of iron carbon mass ratio， reaction time and reaction pH value on the removal of organic matter from polyoxymethylene wastewater were studied. The reaction pH was 4， and the residence time was 2 h. The iron-carbon ratio is 2：1. The CODcr is 3082 mg and the removal rate can reach 35%. Due to the consumption of H+ in the reaction process， the pH will rise to 4.71.

Keywords： polyoxymethylene wastewater; iron-carbon microelectrolysis; pretreatment

聚甲醛廢水的pH為3～4，CODcr為5000mg/L上下，含有大量難以降解的有毒有害物質，可生化性差，直接進行生化處理會抑制微生物生長，降低處理效率，所以應對聚甲醛廢水進行預處理。鐵碳微電解反應需在酸性條件下進行，可以降解掉一部分有機物的同時，將難降解的有機物氧化水解，適合聚甲醛廢水的預處理工藝[1-2]。

1 研究內容

以鐵屑和活性炭微為反應原材料，對聚甲醛廢水進行預處理實驗，主要研究如下：

（1）研究在不同反應pH條件下，反應對廢水有機物的去除效果。

（2）研究不同的鐵屑和活性碳投加質量比對廢水有機物的去除效果。

（3）研究在不同反應停留時間的條件下，反應對廢水有機物的去除效果。

2 實驗方法

（1）鐵屑用堿液加熱浸泡5～10min以除去油漬，用鹽酸浸泡30min，去掉氧化膜，沖洗得到粒徑為1～3mm的干凈鐵屑。

（2）將活性炭用實驗用水浸泡，使其吸附飽和不影響實驗效果。

（3）分別取400ml水樣，以1：1的鐵碳投加質量比，反應停留時間為2h，反應pH為原水pH=4.2和用硫酸調節pH到2.5，進行攪拌反應，取上清液測量CODcr，研究不同pH對廢水有機物去除效果。

（4）分別取400ml水樣，以0.5：1、1：1、1.5：1、2：1的投加質量比，分別投加20g活性炭和10g、20g、30g、40g鐵屑，以實驗（3）中得到的最佳反應pH，2h的反應停留時間，攪拌反應，反應完畢取上清液測量CODcr，研究不同的鐵碳投加質量比對廢水有機物的去除效果。

（5）分別量取400ml水樣，以實驗（4）中最佳鐵碳投加質量比，實驗（3）中最佳反應pH，停留時間為1h、2h、3h，用攪拌機攪拌反應，反應完畢，取上清液測CODcr，研究反應停留時間對廢水有機物的去除效果。

3 實驗結果分析

3.1 最佳反應pH的確定

實驗采用鐵碳投加質量比為1：1，反應停留時間為2h，反應pH定為原水pH和2.5，實驗結果如下所示。

不同反應pH條件，對CODcr去除效果見圖1。

由以上實驗數據可知，在反應pH為2.5時處理效果最佳，廢水的CODcr去除率能夠達到37%。但是pH過低會增加硫酸的消耗，而且鐵屑消耗速度過快，廢水中溶入大量鐵離子，后期處理產生大量鐵泥，增加后期處理難度。考慮到廢水水質及成本問題，最佳反應pH定為4左右[3]。

3.2 最佳鐵碳比的確定

實驗采用的鐵碳投加質量比分別為2：1、1：1、1：1.5、1：2，反應2h，反應pH為原水pH，實驗數據見表2。

不同的投加質量比對聚甲醛廢水CODcr去除效果的變化趨勢如圖2所示。

由數據可知，在活性炭投加量為20g時，隨著鐵屑的投加質量增加，有機物的去除效果越來越好，在鐵碳投加質量比為2：1時，有機物的去除效果最高，CODcr的去除率能夠達到35.3%。

3.3 最佳反應時間的確定

實驗采用鐵碳質量比為2：1，反應pH為原水pH，反應停留時間是1h、2h、3h，實驗數據見表3。

不同反應停留時間對CODcr去除效果的影響見圖3。

由以上數據可得，隨著反應的進行，反應越充分，有機物的去除效果越明顯，在反應2h后，CODcr下降趨于穩定。針對于本實驗，最佳反應停留時間定為2h。

4 結論

本實驗研究了鐵屑活性炭法在不同的反應pH、反應停留時間、鐵碳投加質量比條件下，對聚甲醛廢水CODcr去除效果。通過實驗得到最佳的反應條件為，反應pH為4，停留時間為2h，鐵碳比為2：1。CODcr可降至3082mg/L，去除率能夠達到35%，由于反應過程中消耗H+，pH會上升到4.71。

參考文獻：

[1]賴波，秦紅科，周岳溪，等.鐵碳微電解預處理ABS凝聚干燥工段廢水[J].環境科學，2011，04：1055-1059.

[2]彭蜀君，董貝，秦丹，等.鐵碳微電解工藝預處理制藥廢水實驗研究[J].環境科學與技術，2012，35（S1）：270-273.

[3]孫志華，魏永強，李志剛.鐵碳微電解工藝分析與設計優化[J].新疆環境保護，2008，30（03）：35-37.