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阻燃布生產廢水處理鐵碳-內芬頓法

發布時間:2022-11-21 14:31:30  中國污水處理工程網

為實現工業廢水的達標排放,用傳統的絮凝沉淀法、次氯酸鈉氧化法和芬頓高級氧化法對廢水處理效果并部理想。通過采用了鐵碳微電解-內芬頓氧化法進行預處理,可以降解廢水中的大部分難降解的有機物,通過一系列的氧化還原,電化學腐蝕,絮凝沉淀協同作用,將有機物開環斷鏈變成無機物,經混凝變成不溶性鹽而去除。

1、試驗

1.1 原水

試驗所用原水為新鄉市某阻燃布生產的工業廢水,廢水中含有多種難生化降解的有機物和無機物,其主要水質指標見表1。

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為達到預處理出水與其設計的污水處理廠進水水質要求,其水質標準見表1。

1.2 主要試劑與儀器

主要試劑:鐵碳微電解填料;H2O2濃度為30%,工業純;重鉻酸鉀、氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸亞鐵銨均為分析純試劑。

主要儀器:752紫外可見分光光度計、HACHpH計和TOC-4100分析儀。

1.3 測量方法

氨氮的測定采用納氏試劑分光光度法,TP的測定采用鉬酸銨分光光度法,COD的測定采用重鉻酸鉀法。

2、試驗結果及討論

2.1 PH值對CODTP去除率的影響

用濃硫酸調整原水為不同的pH值,每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和等量的H2O2,充入等量、等時間的空氣后,靜止沉淀后加等量的氫氧化鈉溶液,等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定COD、TP值,繪制CODTP去除率與pH值的關系曲線,見表2。

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由表2可見,pH值對CODTP去除率有明顯影響,在pH值為2時去除率最高,隨著pH值的升高,去除率明顯下降。

2.2 反應時間對CODTP去除率的影響

調節原水的pH值為2,每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和等量的H2O2,充入等量的空氣,分別曝氣不同的時間后,加等量的氫氧化鈉溶液、等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定CODTP值,繪制CODTP去除率與反應時間的關系曲線,見表3。

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由表3可見,反應時間在5h之內,CODTP的去除率上升較快,隨著反應時間增加,去除率上升得比較緩慢。這主要是由于反應速度的降低。整個反應的前期主要是Fe2+催化芬頓試劑反應,反應速度很快,隨著反應的進行,H2O2的不斷消耗而逐漸減少到停止類芬頓反應,另外HRT過長不利于工程應用。因此,HRT確定在5h較為合適。

2.3 H2O2投加量對CODTP去除率的影響

調節原水的pH值為2,每個水樣中均加入相同量的鐵碳微電解填料和不同量的H2O2,充入等量、等時間的空氣,反應5h后,加等量的氫氧化鈉溶液、等時間攪拌靜止沉淀后,取上清液測定CODTP值,繪制CODTP去除率與H2O2投加量的關系曲線,見表4。

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由表4可見,隨著H2O2加入量的增加,去除率也隨著增大,H2O2的投加量與COD、氨氮的去除率成正比關系。增加到6‰,COD、氨氮的去除率上升緩慢。主要是因為反應過程中•OH的產生量受H2O2投加量的直接影響,最初體系中,•OH的數量是隨著H2O2投加量的增加而增加,并且全部參與了對有機物的反應,致使CODTP的去除率也隨之增大,去除效果比較明顯。當H2O2投加量大于6‰時,隨著H2O2投加量的增加,新生Fe2+的量不足以完成對H2O2的催化作用,生成•OH數量的減少,同時也導致了一部分H2O2的無效分解,釋放出了O2,致使CODTP的去除率也隨之減小。

2.4 鐵碳微電解填料填充量對CODTP去除率的影響

調節原水的pH2,每個水樣中均加入等量的H2O2,充入等量、等時間的空氣,反應完成后,加等量的氫氧化鈉溶液,等時間攪拌靜止沉淀后取上清液測定CODTP值,繪制CODTP去除率與鐵碳微電解填料填充量的關系曲線。

隨著鐵碳微電解填料填充量的增加,CODTP去除率也隨著增大,達到一個最高值后,CODTP的去除率不但不增加反而有所下降,其主要原因在H2O2濃度適宜時,有效消耗H2O2的量增加,產生的•OH量也增加,有更多的有效成分氧化有機物。當鐵碳微電解填料填充量增加到80%時,相應FeO+的數量也隨之增加,FeO+的大量存在快速消耗了H2O2生成Fe2+和堿,造成H2O2的有效利用率減少,OH自由基的數量也隨之減少[6],致使對CODTP的去除率下降。

3、結論

通過正交試驗以及單因素考察,對微電解-內芬頓試劑預處理處理阻燃布生產廢水進行了研究,得出結論如下。

1)鐵碳微電解-內芬頓最佳運行工藝條件為pH2~3,反應時間5h,H2O2投加量為6‰,鐵碳填料填充體積比為40%,曝氣量為60L/min,在此反應條件下,廢水COD去除率達到了74%,TP的去除率達到了85%。

2)通過此法預處理阻燃布生產廢水,達到了預期目的,可有效去除了廢水中毒性有機磷阻燃劑對生化的抑制,改善了后續生化處理條件,滿足了生化進水水質指標,同時也提高了廢水的可生化性。

3)鐵碳微電解-內芬頓氧化法處理阻燃布生產廢水,比單一的應用鐵碳電解法和芬頓氧化法效果優越,此方法操作簡單,運行流程短,設備需耐酸材料加工,在運行過程中需補加鐵碳填料來補充流失的鐵。鐵碳微電解-內芬頓氧化法是一種很好的廢水處理技術,用于高難度化工廢水處理上必將具有廣闊的前景。(來源:新鄉市綠豐環保工程有限公司)

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