铁炭微电解法处理彩印厂有机废水研究

胡菲菲 （长江大学城市建设学院，湖北 荆州434023）

彩印厂的洗涤废水中含有大量的表面活性剂，其COD （化学需氧量）值及氨氮含量较高，对环境危害严重，因而对该类废水的处理显得十分必要。高浓度的有机废水因其成分和性质的复杂性，通常难以用常规的生物方法或化学方法处理，目前国内外常见的工艺是先进行预处理，将高浓度的有机废水中的有机成分降解一部分，预处理方法包括混凝沉淀、萃取、气浮、膜技术、吸附、磁分离、高级氧化、铁炭微电解等［1－8］。为此，笔者利用铁炭微电解法处理彩印厂有机废水进行了处理研究。

1 试验装置与方法

1）试验装置 试验装置为固定床反应器 （包括微电解反应器和反应池），其下部分别设一个入水口和进气口，底部采用一个具有24孔的有机玻璃筛板起支撑填料作用 （见图1）。

2）试验方法 由于彩印机机台的洗涤废水的COD预估为16000～18000mg／L，超出化学需氧速测仪的测量量程范围，需将原水稀释20倍，使废水的COD位于化学需氧速测仪的测量量程范围内。取5.00ml废水置于100ml的量筒中，稀释20倍 （即加蒸馏水至100ml刻度线），选择化学需氧速测仪的量程范围为100～1200mg／L时测定COD值。为提高检测COD值的准确性，测得2组平行原水样COD值分别为877.9mg／L和817.2mg／L，然后取其平均值。

图1 固定床反应器结构图

2 结果与讨论

1）炭粒形状对COD处理效果的影响 活性炭性状对COD去除率测试结果表如表1所示。

表1 不同活性炭性形状条件下COD去除率测试结果表

从表1可以看出，颗粒状和粉末状活性炭处理效果远优于棒状活性炭，而粉末状活性炭的处理废水的COD去除率虽略高于颗粒状活性炭，但其去除效果不稳定，易发生 “跑炭”现象，不利于工程实际运用，故确定颗粒活性炭作为填料。

2）铁炭质量比对COD处理效果的影响 为保持微电解反应器处理有机废水的持续性，连续做3组COD去除率试验，即前一组试验测试结束后，倒出处理水，注入原水，继续用原有的铁炭进行下一组试验（每组反应时间为4h，即第1组反应时间为0～4h，第2组反应时间为4～8h，第3组反应时间为8～12h），不同铁炭比条件下COD去除率测试结果图如图2所示。从图2可以得出，铁炭质量比为2：1时COD去除率最高，且反应器内铁炭板结现象不明显。因此，确定有机废水处理时的铁炭比为2∶1。

3）曝气量对COD处理效果的影响 为保持微电解反应器处理有机废水的持续性，同样连续做3组COD去除率试验 （每组反应时间为4h，即第1组反应时间为0～4h，第2组反应时间为4～8h，第3组反应时间为8～12h）。曝气量与COD去除率关系图如图3所示。从图3可以看出，第1、第2组废水在曝气量为2.10m3／h时COD去除率较高，而第3组试验数据变化较大 （因有活性炭解析作用影响）。综合考虑，确定有机废水处理时的曝气量为2.10m3／h。

4）曝气时间对COD处理效果的影响 在曝气量为2.10m3／h、铁炭比为2：1的条件下，连续4h内每隔1h测定1次COD去除率，试验结果如图4所示。从图4可以看出，在4h反应时间内，H1和H2微电解反应器中COD去除率在2小时时去除率最高 （分别达到75.85%和74.57%）。结合工程实际，认为有机废水处理时的曝气时间以2h为宜。

图2 不同铁炭质量比条件下COD去除率变化曲线图

图3 曝气量与COD去除率关系图

3 结 语

图4 不同曝气时间条件下COD去除率变化曲线图

铁炭微电解法无须外加电源，被广泛应用于各类有机废水的脱色与COD的去除。在用酸或碱调节废水pH值后，流经以铸铁屑或中炭钢及炭粒混合为填料的微电解反应器，从而达到降低有机废水中COD值及氨氮含量的目的。当选用颗粒活性炭作为填料、曝气时间为2h、曝气量为2.10m3／h、铁炭质量比为2：1时，彩印厂有机废水的COD值去除效果比较理想，其可生化性提高，能够满足后续进入生化池处理的要求。

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