_电絮凝法深度处理石化工业废水的研究

第1期（总第125期）机械管理开发2012年2月No.1（SUMNo.125）MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTFeb.20120引言石化工业污水:含有大量毒性化合物（如油，酚类，胺类，醚类、氰化物和含硫化合物等）；含难降解污染物（如甲苯、二甲苯烯烃、烷烃，多环芳烃、单环芳烃及其衍生物等）；可生化性差，用传统生化工艺处理该废水普遍存在氨氮和油去除效果差，抗冲击负荷能力弱等缺点；存在一定程度的冲击负荷，对生化处理系统稳定运行十分不利。电絮凝除与常规化学水处理投加铁盐和铝盐凝聚剂的基本原理一样外[1]，靠电流的传递而使底物发生氧化还原反应，从而达到降解的方法。该工艺具有占地小的特点，可解决很多企业改造时空地不足的问题。作为一种传统的污水处理方法，其广泛用于不同种类的污水处理[2]。将对采用电絮凝工艺深度处理某石化生化二级出水进行试验研究。1工作原理电絮凝，即在阴极和阳极之间通以直流电，用电化学方法在电絮凝装置内直接产生铁和铝的氢氧化物以及氢气等，达到废水中有机物絮凝的目的。以铁阳极为例，通过直流电时，电极反应如下：阳极氧化：Fe→Fe2++2e.（1）Fe→Fe3++3e.（2）阴极还原：2H2O+2e→H2+2OH-.（3）总的电极反应：Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2.（4）4Fe+10H2O+O2→4Fe(OH)3+4H2.（5）铁阳极失去电子后，溶解在水中成为铁离子，再经过水解反应而形成氢氧化铁和氢氧化亚铁微絮体，就可起絮聚作用以吸附去除水中的污染物。国内外研究者对电絮凝法的机理进行了大量的研究，Brewster等人概括了以铁作为消耗电极的电絮凝作用对污染物质去除的五种作用：氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体表面的络合作用、静电吸附作用、化学调整作用、沉淀和气浮作用[3]。2试验条件及工艺流程2.1试验用水试验用水取自某石化企业污水处理段生化池出水，分析结果如下：试验水质见表1。表1试验用水mg/LpH7.10CODcr152.4BOD31.2NH3-N24SS65.0石油类6.42.2试验装置及工艺流程试验采用的电絮凝反应装置为自主设计的试制装置，所用极板尺寸均为280mm×65mm×3mm，极板连接方式为复极式；液路连接方式为并联式；水泵流量为2m3/h；工艺流程，见图1。1-原水箱；2-污水提升泵；3-电絮凝反应器；4-沉淀池图1工艺流程图2.3试验方法采用静态试验方法研究反应条件对处理效果的影响，确定电絮凝装置处理石化废水的最佳运行工况；在确定的最佳条件下考察电絮凝工艺对石化废水的处理效果。3试验结果与讨论3.1电絮凝静态试验3.1.1不同电极材料对处理效果的影响分别采用“铁-碳”、“铝-碳”电极作为电极材料，在相同的电流密度以及相同的电解时间下，分别处理试验用水，不同电极材料对处理效果的影响不同。选择“铁-碳”电极处理石化废水时，CODcr、悬浮物、浊度等的处理效果远高于“铝-碳”电极的处理效果,且“铁-碳”电极沉淀效果好，絮体比较密实；而“铝-碳”电极絮体较松散；其中“铁-碳”电极的CODcr、悬浮物、浊度去除效率分别为42%，75%；“铝-碳”电极的CODcr、悬浮物、浊度去除效率分别为31%，54%；在收稿日期：2011-09-23作者简介：董欣杨（1975-），女，内蒙古赤峰人，工程师，本科。E-mail:xydong78@163.com.电絮凝法深度处理石化工业废水的研究董欣杨（核工业北京化工冶金研究院，北京101149）摘要：采用电絮凝工艺深度处理石化工业废水，结果表明，影响COD去除率因素电极材料、电流密度、极板间水流速度，通过单因素分析得出，电絮凝工艺采用“铁-碳”电极，电流密度为44mA/cm2，极板间的水流速度6mm/s，CODcr、石油类的去除效率均在50%以上。关键词：电絮凝；石化废水；深度处理中图分类号：XSZ文献标识码：A文章编号：1003-773X（2012）01-0007-03··7第1期（总第125期）机械管理开发2012年2月浊度及石油类处理上，“铁-碳”电极的处理能力明显优于“铝-碳”电极的处理能力。电絮凝出水水质与反应过程中释放出来的金属离子（Al3+、Fe2+）的数量有关，而电流密度决定了金属电极上金属离子的溶出量。在相同电流密度下，铁极板的金属离子溶出量远远大于铝极板[4]。此外，以铁作为极板时，反应生成的·OH等可直接氧化废水中的有机物，而反应生成的Fe2+和Fe3+不但具有压缩胶体、乳化油胶粒的扩散双电层及脱稳凝聚的作用，而且与OH-生成的Fe(0H)+、Fe(OH)2+等络合离子，具有较强的絮凝、吸附作用，不仅能去除废水中的有机物和悬浮物[5-6]，同时还可去除部分油类污染物，为后续MBR处理工艺提供了有利的条件。3.1.2电流密度对处