微电解_混凝_SBR法处理焦化废水_张文艺

微电解—混凝—SBR法处理焦化废水张文艺(安徽工业大学化工与环境学院,安徽马鞍山243002)摘要:采用微电解—混凝—SBR串联工艺处理焦化废水的试验结果表明,微电解—混凝(作为SBR工艺的预处理)能提高该废水的可生化性,同时使COD、酚、氰等污染物也得到了部分去除;预处理的适宜参数为:进水COD=1700～2400mg/L、pH=3.0～3.2、微电解柱的水力停留时间(HRT)=55～65min、Fe/C=1∶1.5;经微电解—混凝—SBR串联工艺处理后,出水中酚、氰、COD、氨氮的浓度分别小于0.5、0.5、100、15mg/L,总去除率均在90%以上,达到了国家一级排放标准(GB13456—92)。关键词:焦化废水;微电解;混凝;SBR中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)07-0058-02基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(2002KJ035)1试验方法与材料1.1试验材料有机玻璃柱:高为1000mm,直径为30mm;焦炭颗粒:粒径≤1.2mm;铸铁屑:先用洗洁精清洗,再用醚洗,然后用稀硫酸泡洗2h,以彻底洗去铁屑表面的油污和铁锈。SBR反应池:有机玻璃制作,高为700mm,直径为100mm,体积为5.5L;BTOO-50M蠕动泵,YL-888型曝气泵一台(两个曝气头)。1.2废水来源及水质试验用废水取自马鞍山钢铁公司焦化厂,其水质如表1所示。表1焦化废水的水质项目COD(mg/L)NH3-N(mg/L)pH温度(℃)范围1200～4000102.6～5096～830～58平均2200305.87441.3工艺流程与试验方法工艺流程如图1所示。首先将焦化废水用自来水稀释成不同浓度,以模拟实际水质波动。试验时取一定量焦化废水并用硫酸或盐酸调pH=2～4后,用蠕动泵以一定的流量将其注入微电解柱的底部进水口,微电解出水进入中和反应槽,加生物钙调pH=7.0～7.5,同时进行曝气搅拌(将Fe2+氧化成Fe3+),沉淀池之上清液进入SBR生化池,沉淀污泥进入集泥池。图1试验流程微电解反应每天进行6h,每隔一天用清水对微电解柱进行反冲洗。SBR池的运行周期为24h(限制式进水6h,曝气10h,沉淀1h,排水0.5h,闲置6.5h)。每隔1h分别在微电解柱的进、出水口及沉淀池出口各采样一次,采样水量为200mL,并将各次水样混合在一起得到各取样口之混合样(6次,共1200mL)。SBR生化池每天取样1次,取样位置为SBR池沉淀后上清液液面下3cm处(静置沉降30～60min后)。·58·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.71.4分析项目与方法COD:重铬酸钾法;BOD5:碘量法;氨氮:蒸馏-纳氏试剂比色法;pH值:电极法;挥发酚:4-氨基安替比林直接光度法;氰化物:异烟酸-吡唑酮光度法[1]。2结果与分析2.1正交试验正交试验设计见表2。表2正交试验的因素及水平水平进水COD(mg/L)进水pH值HRT(min)Fe/C比11100～15003.5～3.855～651∶121700～24003.0～3.270～801∶232500～29002.0～2.585～951∶1.5参照文献[2、3],选择进水COD、pH值、HRT、Fe/C比等4个因素安排正交试验[L9(34)]。计算结果表明,对处理效果影响最大的因素为进水pH值,其次为进水COD浓度和Fe/C比,最后是HRT。最适宜的工艺参数为:进水COD=1700～2400mg/L、进水pH=3.0～3.2、HRT=55～65min、Fe/C=1∶1.5,此时对COD的去除率约为70%。2.2优化条件下的试验结果根据上述正交试验结果进行了优化条件下的微电解—混凝试验。结果表明,微电解—混凝对COD的去除率在70%左右,这与正交试验结果完全一致。整个工艺对COD的平均去除率为96.5%,最终出水的COD<100mg/L,这也验证了正交试验所得工艺参数的正确性。可见,在偏酸性的环境中,铸铁电极本身及其所产生的新生态H+、Fe2+等均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,破坏了有机物质的结构,将大分子分解为小分子。同时新生态的Fe2+又是具有较高活性的絮凝剂,当将原水调到碱性且有O2存在时(气泵曝气),会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝沉淀。新生成的Fe(OH)2、Fe(OH)3是胶体絮凝剂,能对水中的其他胶体和悬浮物起吸附、凝聚及共沉淀作用,从而增强了处理效果。此外,新生态的Fe2+和Fe3+还能与焦化废水中的S2-、CN-生成络合沉淀,减少了其对后续SBR生化工艺的毒性。2.3预处理对可生化性的影响对微电解进、出水中BOD5的测定结果表明,焦化废水的BOD5/COD平均值由处理前的0.28提高