Fenton—微滤工艺处理 印染废水 研究

Fenton—微滤工艺处理印染废水研究杨大春,张光辉,顾平(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)摘要:采用Fenton试剂—微滤工艺处理印染废水。对活性艳红X-3B染料的配水而言,色度平均去除率为99.5%,COD平均去除率为69.8%,效果基本保持稳定;膜比通量在最初的5个周期内有所上升,其后开始缓慢下降;氮气搅拌和空气搅拌对去除效果的影响差别不大;Fe2+/H2O2主要通过·OH的强氧化作用直接攻击染料分子发色体中不饱和共轭键,从而破坏生色基团。对实际废水而言,色度平均去除率为92.1%,COD平均去除率为53.5%;膜比通量开始时下降缓慢,而在后期加速下降。关键词:印染废水;Fenton试剂;膜组合工艺;微滤中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)03-0046-031试验装置与方法111试验装置及流程试验装置见图1。图1试验装置微滤膜采用天津工业大学膜天膜技术公司生产的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,孔径为0.22μm,膜丝内径为0.5mm,外径为0.8mm,膜面积为0.5m2,直接置入反应器中。膜组件下设有曝气管。原水被泵入反应器后,在水位压差的作用下经膜过滤出水。反应器采用间歇运行方式,曝气系统除起搅拌作用外,在膜出水期间还可起到缓解膜面沉积堵塞的作用,反应过程控制采用PLC自控系统。运行参数及反应工序分别如表1和图2所示。表1运行参数参数数值设计流量(L/h)11.85周期时间(h)0.75参数数值出水时间(h)0.4曝气量(m3/h)0.13参数数值出停时间比8∶2HRT(h)1.15图2控制系统工作示意图112原水水质试验分为两阶段,第一阶段采用300mg/L活性艳红(X-3B)染料的配水为原水,运行31个周期,第二阶段处理天津田歌纺织印染厂的实际印染废水,运行20个周期。原水水质(均值)如表2所示。表2原水水质原水水温(℃)色度(倍)COD(mg/L)pH活性艳红配水1560001507.6实际废水213503925.02结果与讨论211对色度的去除对两种废水的色度去除效果见图3。对X-3B染料配水的色度去除率为98.5%～99.8%(平均为99.0%),出水色度稀释倍数平均为30倍,反应初始去除率波动较大,后期趋于稳定,但·64·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.3©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.中国城镇水网www.chinacitywater.org总体有上升的趋势。对实际废水的色度去除率为86.7%～94.3%(平均为92.1%),效果基本保持稳定。图3反应器对色度的去除效果212对有机物的去除反应器对COD的去除效果见图4。图4反应器对COD的去除效果对X-3B染料配水的COD去除率为51.3%～78.0%(平均为69.8%),出水平均值为45.2mg/L。对实际废水的COD去除率为51.6%～55.4%(平均为53.5%),出水平均值为184mg/L。由上述结果可知,本工艺对印染废水能有效地去除色度,但对有机物的去除效率相对不高。据分析,这是因为实际废水中含有印染工艺所需的各种助剂,如煮练剂、匀染剂、防沾色分散剂等。因此,对于有机物含量较高的废水,可考虑与其他工艺组合使用。213膜过滤性能的变化膜过滤性能是影响工艺实际运行的重要因素,试验中膜通量的变化情况如图5所示。图5膜比通量的变化对X-3B染料的配水,膜比通量由最初的29.9L/(m·m2·h),在第5周期上升到最高值35.3L/(m·m2·h),对应的过膜流量由22L/h上升到26L/h,上升了18.1%。从第5周期开始,膜比通量开始缓慢下降,直降至第31周期的29.2L/(m·m2·h),下降了最大膜通量的17.2%,初始膜通量的2.3%。一般来说,每一组的3个周期,除上升阶段外呈明显的下降趋势,而隔天的首周期膜通量又会较上一周期上升起来。这也说明,间歇操作对于缓解膜通量的降低起着很大的作用,可在实际运行中创造这样有利的条件。对实际废水,在20个周期的运行时间里,膜通量下降很快,由初始的18.00L/h降低至第20周期的6.52L/h,膜比通量下降了73.4%。由图可见,膜比通量的变化具有一定的规律性,开始时下降比较缓慢,而在运行后期,膜比通量的下降呈加速状态。这和实际废水SS相对较高有关,也和膜污染的加剧以及膜堵塞的累积特性有很大的关系。在膜污染较严重的后期,膜组件通量的可恢复性将会降低,不可逆污染的比重将大幅升高,这对膜组件的持续运行和使用是非常不利的。所以,在膜污染加剧过程的一定阶段,就应该根据膜材料的特性和污染物的组成采取积极的清洗和通量恢复措