铁碳微电解法对聚甲醛废水的预处理研究

王楠

摘  要：聚甲醛废水是在以甲醇为原料生产甲醛、三聚甲醛、聚甲醛过程中产生的，其pH低，水质波动大，可生化性差，是一种难处理的煤化工废水。采用铁碳微电解预处理，以铁屑-活性炭粉末为反应材料，研究铁碳质量比、反应时间、反应pH值对聚甲醛废水有机物去除效果的影响，反应pH为4，停留时间为2h，铁碳比为2：1。CODcr为3082mg/L，去除率能够达到35%，由于反应过程中消耗H+，pH会上升到4.71。

关键词：聚甲醛废水;铁碳微电解;预处理

中图分类号：X703         文献标志码：A         文章编号：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为3～4，CODcr为5000mg/L上下，含有大量难以降解的有毒有害物质，可生化性差，直接进行生化处理会抑制微生物生长，降低处理效率，所以应对聚甲醛废水进行预处理。铁碳微电解反应需在酸性条件下进行，可以降解掉一部分有机物的同时，将难降解的有机物氧化水解，适合聚甲醛废水的预处理工艺[1-2]。

1 研究内容

以铁屑和活性炭微为反应原材料，对聚甲醛废水进行预处理实验，主要研究如下：

（1）研究在不同反应pH条件下，反应对废水有机物的去除效果。

（2）研究不同的铁屑和活性碳投加质量比对废水有机物的去除效果。

（3）研究在不同反应停留时间的条件下，反应对废水有机物的去除效果。

2 实验方法

（1）铁屑用碱液加热浸泡5～10min以除去油渍，用盐酸浸泡30min，去掉氧化膜，冲洗得到粒径为1～3mm的干净铁屑。

（2）将活性炭用实验用水浸泡，使其吸附饱和不影响实验效果。

（3）分别取400ml水样，以1：1的铁碳投加质量比，反应停留时间为2h，反应pH为原水pH=4.2和用硫酸调节pH到2.5，进行搅拌反应，取上清液测量CODcr，研究不同pH对废水有机物去除效果。

（4）分别取400ml水样，以0.5：1、1：1、1.5：1、2：1的投加质量比，分别投加20g活性炭和10g、20g、30g、40g铁屑，以实验（3）中得到的最佳反应pH，2h的反应停留时间，搅拌反应，反应完毕取上清液测量CODcr，研究不同的铁碳投加质量比对废水有机物的去除效果。

（5）分别量取400ml水样，以实验（4）中最佳铁碳投加质量比，实验（3）中最佳反应pH，停留时间为1h、2h、3h，用搅拌机搅拌反应，反应完毕，取上清液测CODcr，研究反应停留时间对废水有机物的去除效果。

3 实验结果分析

3.1 最佳反应pH的确定

实验采用铁碳投加质量比为1：1，反应停留时间为2h，反应pH定为原水pH和2.5，实验结果如下所示。

不同反应pH条件，对CODcr去除效果见图1。

由以上实验数据可知，在反应pH为2.5时处理效果最佳，废水的CODcr去除率能够达到37%。但是pH过低会增加硫酸的消耗，而且铁屑消耗速度过快，废水中溶入大量铁离子，后期处理产生大量铁泥，增加后期处理难度。考虑到废水水质及成本问题，最佳反应pH定为4左右[3]。

3.2 最佳铁碳比的确定

实验采用的铁碳投加质量比分别为2：1、1：1、1：1.5、1：2，反应2h，反应pH为原水pH，实验数据见表2。

不同的投加质量比对聚甲醛废水CODcr去除效果的变化趋势如图2所示。

由数据可知，在活性炭投加量为20g时，随着铁屑的投加质量增加，有机物的去除效果越来越好，在铁碳投加质量比为2：1时，有机物的去除效果最高，CODcr的去除率能够达到35.3%。

3.3 最佳反应时间的确定

实验采用铁碳质量比为2：1，反应pH为原水pH，反应停留时间是1h、2h、3h，实验数据见表3。

不同反应停留时间对CODcr去除效果的影响见图3。

由以上数据可得，随着反应的进行，反应越充分，有机物的去除效果越明显，在反应2h后，CODcr下降趋于稳定。针对于本实验，最佳反应停留时间定为2h。

4 结论

本实验研究了铁屑活性炭法在不同的反应pH、反应停留时间、铁碳投加质量比条件下，对聚甲醛废水CODcr去除效果。通过实验得到最佳的反应条件为，反应pH为4，停留时间为2h，铁碳比为2：1。CODcr可降至3082mg/L，去除率能够达到35%，由于反应过程中消耗H+，pH会上升到4.71。

参考文献：

[1]赖波，秦红科，周岳溪，等.铁碳微电解预处理ABS凝聚干燥工段废水[J].环境科学，2011，04：1055-1059.

[2]彭蜀君，董贝，秦丹，等.铁碳微电解工艺预处理制药废水实验研究[J].环境科学与技术，2012，35（S1）：270-273.

[3]孙志华，魏永强，李志刚.铁碳微电解工艺分析与设计优化[J].新疆环境保护，2008，30（03）：35-37.