强化铁炭微电解法处理拉开粉废水

第26卷第6期2008年11月石化技术与应用PetrochemicalTechnology&ApplicationVol126No16Nov12008环境工程(571~573)强化铁炭微电解法处理拉开粉废水焦天阳1,文善雄2,赵旭涛2,刘光利2(1.兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070;2.中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060)摘要:用外加直流电源强化铁炭微电解法对拉开粉废水进行了处理。结果表明,最佳工艺条件为:pH值6~7(原水pH值),反应时间10min,电流强度5A;在此条件下,拉开粉和COD去除率分别为52164%,51162%。说明采用强化铁炭微电解法的处理效果明显高于铁炭微电解法(二者分别为25126%,24188%)。关键词:强化微电解法;微电解法;拉开粉;废水中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1009-0045(2008)06-0571-03拉开粉是一种负离子表面活性剂,具有良好的渗透能力,是生产硬丁腈橡胶的乳化剂。拉开粉排入水体后,与其他污染物结合,易形成具有一定分散性的胶体颗粒,对废水的物化、生化特性都有很大影响,此外拉开粉废水对人体和动植物也有慢性毒害作用[1]。目前处理拉开粉废水的方法有铁炭微电解法[2]和Fenton法[1]。前者在运行过程中存在一些问题,主要表现在当废水中有机物含量过高时,会出现铁屑表面钝化及结块现象,需要频繁冲洗和再生。其原因是在微电解反应器中,由于反应产生的铁离子、铁氧体微粒等新生态中间体通过氧化还原、电富集、吸附、催化、絮凝、过滤等作用被截留在固定床中,使铁离子的表面形态发生变化[3-4]。而用Fenton法处理拉开粉废水时,存在着反应时间长、处理成本高等缺点[1]。因此,本工作在传统的微电解反应器中,通过外加直流电源,以强化微电解处理拉开粉废水效果,考察了电解条件对处理效果的影响,并与传统微电解法进行了对比。1实验部分¹111原材料废水取自中国石油兰州石化分公司合成橡胶厂,水质情况为:pH值6~7,化学需氧量(CODCr)2000~4000mg/L,固体悬浮物质量浓度200~400mg/L,拉开粉质量浓度600~800mg/L,生化需氧量(BOD)/COD为0108,红棕色,有刺激性气味。112实验方法填料预处理将废铁屑浸泡于10%的NaOH溶液中10min,去除表面油污,然后用清水洗涤至中性,再用1%的H2SO4溶液浸泡5min,去除表面氧化物,最后用水冲洗干净。活性炭使用前须在废水中浸泡至吸附饱和[5]。强化铁炭微电解实验将曝气头和钛板电极插入有机玻璃反应器中,同时加入经预处理后的铁屑与活性炭混合物(二者质量比为2B1)。将废水调至酸性,倒入反应器中,通入空气,打开直流稳压电源开关,反应10min,取上清液,测定拉开粉和COD的去除率。113实验装置及试样表征强化铁炭微电解反应器结构如图1所示。反应器底部装有曝气头,基础填料有活性炭、铁屑,以钛板为电极,板间距为8cm。拉开粉去除率测定参照兰州市给排水公司5技术规程(质2)1965)6方法执行。COD测定参照国家环保总局5水和废水监测分析方法6进行[6]。¹收稿日期:2008-05-06;修回日期:2008-08-06作者简介:焦天阳(1979)),男,陕西富平人,硕士研究生。已发表论文1篇。图1强化铁炭微电解反应器结构2结果与讨论211操作条件对处理效果的影响21111电流强度由图2可知,在pH值为6~7(原水pH值),反应时间为10min的条件下,随着电流强度的增大,COD和拉开粉去除率增高,表明外加电流的确可以提高微电解反应的除污效果。考虑到电流强度的提高会增加实验成本,故本工作电流强度以5A为宜。图2电流强度对处理效果的影响21112反应时间由图3可知,在电流强度为5A,进水pH值维持在6~7的条件下,随着反应时间的延长,拉开粉和COD去除率均相应提高;当反应时间为10min时,二者去除率分别为4918%,4817%;10min以后,水温可达50e以上,若继续延长反应时间,废水会出现沸腾现象,水体变为砖红色糊状物,这是由于高温下铁屑消耗较快,并迅速转化成铁离子的氢氧化物沉淀所致。因此反应时间不宜过长,以10min为宜。图3反应时间对处理效果的影响21113pH值在反应时间为10min,电流强度为5A的条件下,考察了废水pH值对处理效果的影响,结果见图4。图4废水pH值对处理效果的影响由图4可知,pH值为3~4时,拉开粉和COD去除率最高。这是由于在较低的pH值(1~3)条件下,铁与废水中的H+发生了氧化还原反应,抑制了微电解反应的进行。当pH值为3~4时,在Fe2+的催化作用下,H2O转化为羟基自由基,从而加快了有机物的氧化,有利于电解反应的进行。当pH值为4~6时,拉开粉和CO