微电解颜料废水的脱色工艺实验研究

颜料废水的脱色工艺实验研究颜料废水的脱色工艺实验研究更新时间：2011-11-2812:05来源：兰州交通大学环境与市政工程学院作者:何丰，王三反，徐静阅读：619网友评论0条1废水基本概况甘肃某颜料厂每天生产5吨偶氮类颜料，其中黄色颜料2吨、红色颜料3吨（两种品牌3144W和4B230）。生产过程中产生两类废水：一类为母液废水，主要为颜料生产化学反应过程中产生，以反应釜及初期漂洗水为主；另一类废水为漂洗颜料及冲洗设备，冲洗地面等废水。根据实际生产用水量测算，每生产一吨颜料产生30m3母液废水，同时产生100m3冲洗废水。根据2008年12月27日现场所取的1号（4B230红母液）、2号（3144W红母液）、3号（黄母液）3个母液水样，经实验分析检测主要废水指标如下：1号（4B230红母液）：pH值6,色度2500倍，CODCr为7275.6mg/l，pH值为6.0，蒸发残渣为39966mg/l；2号（3144W红母液）：pH值6，色度3750倍，CODCr为3859.3mg/l，pH值为6.0，蒸发残渣为32000mg/l；3号（黄母液）：pH值2.8，色度80倍，CODCr为5163.0mg/l，pH值为2.8，蒸发残渣为10882mg/l。对照国家污水综合排放标准（GB8978-1996）所规定的染料生产行业污水排放的相关指标（1998年1月1日后建设的单位）一级标准如下：pH=6-9、色度为50、CODCr为100mg/L、氨氮为15mg/L。仅对照废水水样检测的几个指标该生产废水已经严重超过国家限定的排放标准。黄母液的CODCr超标近百倍，红母液4B230色度超标50倍，pH也严重超标。根据以上废水水质判断甘谷宏达颜料厂的生产废水必须经过严格的处理后才可排放入环境，因而合理有效的污水处理工程必须尽快建设并投入运营。2选择工艺有机颜料废水具有有机物含量高、高色度、高含盐量、有机物难生化降解等特点,再加上废水间歇性排放、水质水量随时间变化较大,给废水处理工艺的设计、运行管理增加许多困难。目前,国内外处理这类废水的主要方法有:活性碳吸附、生物降解、离子交换、膜分离、化学氧化、絮凝沉淀法等。铁碳微电解技术处理工业废水，因其工艺简单、操作方便且可达到以废治废的目的而在近年来受到广泛重视。利用铁碳微电解工艺处理印染废水、混合工业废水、化工废水的研究逐渐增多，投入生产运行的装置也常有报道。废水经过微电解预处理后，废水中对微生物有抑制作用的成分减少，可降解的成分增多。微电解在几乎完全去除色度的同时还能对废水有机物、毒性亦有一定的降低，增强了后续生化工艺对污染物的去除效果，可生化性大大提高。其合理地与生化工艺相组合可实现工业废水达标排放的目的，且组合工艺结构十分简捷，具有明显的技术优势。由于单纯的物理化学处理工艺难以使颜料生产废水直接处理达标，因而微电解处理工艺只作为难生化处理有机颜料废水的预处理手段。3实验部分3.1实验原理微电解法是根据金属腐蚀原理，利用铁碳形成的原电池对废水进行处理的方法，又称内电解法、铁屑过滤法等。由于在酸性无氧条件下废水经微电解处理时，新生态氢能与颜料废水中的许多组分发生氧化还原作用，使物质的结构发生变化，大分子分解为小分子，难降解物质转化为易降解物质，这些物质替代原有的难降解物质存在于微电解出水中。这是多种反应共同作用的结果，主要有电极反应产生的氧化还原作用以及电极反应产物的电凝聚、吸附作用，铁碳微电解法在作用过程中电极上发生了如下的反应：反应过程中生成的Fe2+具有较高的化学还原活性，可使某些组分还原。在酸性溶液中，电极反应产生的新生态[H]与废水中的有机污染物发生反应，使其结构被破坏(如破坏废水的发色和助色集团，使其失去发色能力；大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解的化学物质转变成容易生化处理的物质)，同时反应产生的铁系氢氧化合物是良好的絮凝剂，可对废水中的悬浮物以及部分溶解性有机物通过絮凝沉降而与水分离，多种效应综合作用的结果致使废水中的色度及部分有机物被去除。另外，在微原电池周围电场的作用下，废水中的胶体状态存在的污染物可在很短时间内完成电泳沉积过程，附聚在滤料表面。3.2实验与讨论3.2.1实验材料⑴铁屑采用机械加工废铁屑，铁屑为长方体片状，厚度1mm左右，长度约为2-5mm左右，宽度为2mm左右，经酸洗、碱洗后使用；⑵碳粒采用污水处理实验后废弃的15#活性碳(木质再造碳)，用自来水清洗干净，用待处理的颜料废水浸泡72h以上，使之达到吸附饱和［注：铁炭比为1:1］。3.2.2实验内容现按产生废水的比例将1号、2号、3号母液水3：3：4混合（pH约为3.5）后倒入铁碳反应柱。反应柱为自制圆形塑料柱，直径35mm，高400mm。注入实验用水淹没填料，控制滤速，保证反应进行30min，60m