印染廢水中所含的漿料、染料、助劑以及染料與織物的反應(yīng)物往往是難生物降解物質(zhì)，在處理印染廢水時需先將這些物質(zhì)分離、去除，再進(jìn)行生化處理。常規(guī)的預(yù)處理是投加混凝劑( 如FeSO4、AlCl3等)，蘇玉萍等人的研究表明常規(guī)投藥需要的混凝劑用量 較大(如FeSO4的適宜投量為750～950mg/L)，這樣會導(dǎo)致廢水的處理費用提高，實際運行 時將產(chǎn)生大量的泥渣，出水會變黃(投加FeSO4)。
最近，用混合微電解工藝在廣東某印染廠廢水處理的現(xiàn)場試驗中取得了很好的效果。
微電解去除印染廢水中污染物的主要作用機理為：
、 絡(luò)合、混凝作用，微電解反應(yīng)連續(xù)釋放的Fe2+成為絡(luò)合劑和高效混凝劑；
、 還原作用，微電解產(chǎn)生的新生態(tài)氫使某些染料的顯色基團(tuán)脫色；
③ 氧化作用，微電解產(chǎn)生一定量的新生態(tài)氧具有很強的氧化性，可氧化一部分無機物和有機物。
1 現(xiàn)場試驗
1.1 工藝流程
在以往的微電解應(yīng)用中，大多數(shù)都將微電解工藝設(shè)計為固定床形式(類似石英砂過濾)，讓廢水穿過靜止的微電解鐵屑層，在此過程中發(fā)生微電解反應(yīng)，但實際運行中發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計存在下述兩個問題：
、 運行一段時間后微電解工藝效率下降，這是由于鐵屑的表面出現(xiàn)了惰性層而阻止了微電解反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行；
、 由于印染廢水中存在織物纖維，易被微電解鐵屑層攔截而致堵塞。
針對傳統(tǒng)微電解反應(yīng)器的缺點，將微電解反應(yīng)器設(shè)計為機械攪動式，這樣既可破壞鐵屑表面的惰性層，又可避免纖維堵塞。此外，強烈的攪動加快了反應(yīng)速度，可以加速產(chǎn)生Fe2+。部分廢水通過微電解反應(yīng)后，與原水直接混合能得到很好的處理效果，稱這樣的工藝為混合微電解技術(shù)，并將微電解反應(yīng)的出水與原水混合時的體積比稱作混合比。
混合微電解工藝流程如圖1所示。
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廢水由集水池經(jīng)水泵提升后分成兩部分，第一部分進(jìn)入微電解反應(yīng)器，其流量可通過流量計控制；第二部分進(jìn)入混合池，與微電解出水混合后再沉淀，其流量也通過流量計控制。第一部分廢水在進(jìn)入微電解反應(yīng)器前，先加酸調(diào)節(jié)廢水的pH值為3左右。微電解反應(yīng)器的出水在與第二部分廢水混合時，需視廢水的pH值情況加入少量的石灰，調(diào)節(jié)出水的pH值為8～9，在此pH值范圍的沉淀狀況較好。沉淀后的上清液由上部排出，污泥則沉于池底，再經(jīng)排泥管定期排出。
1.2 試驗內(nèi)容
2000年6月在廣東某印染廠的廢水處理站進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。該印染廠所用的染料絕大部分為活性染料，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的監(jiān)測結(jié)果，廢水中COD≤550mg/L，BOD5≤150mg/L，色度≤200倍，pH值為10～11。另外，廢水中SS含量很低，這是由于漂洗用水為 軟化水，漂洗過程很少有懸浮物進(jìn)入。因執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287—92)一級標(biāo)準(zhǔn)(COD≤100mg/L，BOD5≤25 mg/L，色度≤40倍)，故應(yīng)控制的主要污染指標(biāo)是COD和色度。
現(xiàn)場試驗的設(shè)計流量為30L/h，每天從上午9點至下午6點連續(xù)運行，試驗內(nèi)容包括：
① 考察該工藝在連續(xù)運行情況下處理印染廢水的有效性；
、 獲得合適的混合比；
、 微電解處理出水的生化處理效果(主要為COD的去除)。
試驗設(shè)備主要有：
折板式加酸混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；
微電解反應(yīng)器，尺寸為300mm×500mm，反應(yīng)料厚為300mm，停留時間為0.5h；
折板式混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；
沉淀槽，豎流式沉淀池為500mm×800mm，停留時間為3.8h；
曝氣沉淀槽，尺寸為50mm×800mm(與豎流式沉淀池結(jié)構(gòu)類似，中心曝氣筒尺寸為300mm×700mm)，總停留時間為3.8h。
上述設(shè)備均采用PVC材料焊接而成。
1.3 試驗過程
現(xiàn)場試驗連續(xù)進(jìn)行4d，根據(jù)工廠生產(chǎn)的排水特點選取每天廢水水質(zhì)最不利時段(此時染色廢水排放集中，色度最深)測定廢水和處理水的COD濃度。
此外，還測定了微電解處理出水經(jīng)曝氣后的COD濃度變化。設(shè)計流量為30L/h，曝氣時間為15～30min，沉淀時間約為2h。
1.4 試驗結(jié)果
、 水樣外觀
根據(jù)6月19日至22日連續(xù)4d的觀察，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廢水的排放具有間歇性，通常上午廢水色度較淺，下午則較深。
盡管廢水水質(zhì)變化較大，但當(dāng)混合比控制在1∶4左右時，即使是廢水色度最深的時段，沉淀出水也能保持清澈，近于無色透明。
、 對COD去除的效果
表1是廢水色度最深時的取樣分析結(jié)果。
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表1 微電解處理去除COD的效果
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進(jìn)水
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出水
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COD去除率(%)
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取樣時間
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COD(mg/L)
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
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2000-06-19
|
247
|
2000-06-19
|
67
|
72.9
|
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2000-06-20
|
347
|
2000-06-20
|
75.6
|
78.2
|
|
2000-06-21
|
202
|
2000-06-21
|
95
|
53
|
|
2000-06-21
|
248
|
2000-06-21
|
110
|
55.6
|
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、 微電解處理出水的生化曝氣效果
經(jīng)過4d的連續(xù)運行，發(fā)現(xiàn)污泥產(chǎn)量很少，出水沉淀后上清液清澈透明。
曝氣處理前后廢水的COD濃度變化見表2。
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表2 生化曝氣處理微電解出水的效果
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微電解出水(生化曝氣進(jìn)水)
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生化曝氣處理出水
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COD去除率(%)
|
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
|
2000-06-21
|
77.5
|
2000-0 6-21
|
11.6
|
85
|
|
2000-06-22
|
110
|
2000-06-22
|
21.5
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80.5
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④ 混合比
取一定的微電解出水，再按比例取一定的原廢水進(jìn)行混合并調(diào)節(jié)pH值，靜置沉淀30min，觀察絮體的生成和沉淀效果，直至上清液幾乎無色透明。試驗結(jié)果見表3。
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表3 試驗得到的合適混合比
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試驗時間
|
混合比
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試驗時間
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混合比
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2000-06-19
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上午
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1∶4，1∶5，1∶6
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2000-06-21
|
上午
|
1∶4，1∶5，1∶6
|
|
下午
|
1∶4，1∶5
|
下午
|
1∶3.5
|
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2000-06-20
|
上午
|
1∶4，1∶5，1∶6
|
2000-06-22
|
上午
|
1∶4，1∶5
|
|
下午
|
1∶3.5，1∶4
|
下午
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2 結(jié)論
、 混合微電解工藝對以活性染料為主的印染廢水的脫色效果較好。從連續(xù)4d的運行來看，盡管原水的色度波動很大，但微電解處理出水幾乎無色透明。
、 混合微電解工藝對印染廢水的COD去除效果較好(去除率為53%～78%)。由于試驗為連續(xù)運行，取樣時為最不利時段，因此這一結(jié)果具有代表性。現(xiàn)場試驗的處理效果不如小試 ，但比固定床的去除效果高30%左右，這可能是混合式微電解避免了鐵屑鈍化且反應(yīng)時的pH值較低(為3左右，固定床的pH值為5左右)，反應(yīng)相對劇烈，其氧化作用也更強烈的緣故。
、 采用混合微電解工藝，只將1/5的廢水通過微電解反應(yīng)器，反應(yīng)后與4/5的廢水進(jìn)行混合(即1∶4的混合比)，這樣可以減少微電解設(shè)備的體積，降低工程投資。
、 微電解處理出水的生化處理效果好。曝氣時間為15～30min時，對COD的去除率＞80%。
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