Fe-C微電解-催化氧化-生化法處理染料廢水的效果研究.pdf

1、染料廢水具有組成復(fù)雜、生物毒性高、難生化降解等特點(diǎn)，使用常規(guī)處理方法很難達(dá)到理想的處理效果，是國內(nèi)外公認(rèn)的較難處理的幾種工業(yè)廢水之一。通過鐵炭微電解、電化學(xué)氧化、臭氧氧化、光催化臭氧氧化等手段處理此類難降解的有機(jī)合成染料廢水越來越受到重視。采用這些高級(jí)氧化技術(shù)處理此類工業(yè)廢水，不僅對(duì)廢水具有較高的色度和CODCr去除率，還可以將廢水中的大分子有毒難生物降解的有機(jī)污染物降解為小分子的易于生物降解的有機(jī)物，極大的改善廢水的可生化性。本論文通

2、過曝氣強(qiáng)化鐵炭微電解、Fenton氧化、紫外催化臭氧氧化對(duì)強(qiáng)酸性活性染料廢水進(jìn)行預(yù)處理，考察了不同因素及水平對(duì)廢水色度及CODCr去除率的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得出最佳的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析和討論。
　　 曝氣強(qiáng)化Fe/C微電解實(shí)驗(yàn)主要考察了鐵炭比、曝氣量、pH值、HRT等因素對(duì)廢水色度及CODCr去除率的影響。正交實(shí)驗(yàn)極差分析結(jié)果表明鐵炭比對(duì)Fe/C微電解處理效果的影響最大，其次是HRT和曝氣量大小。增

3、大鐵炭比可以增加Fe/C微電解體系中所形成的原電池?cái)?shù)量，提高鐵炭微電解時(shí)間可以使廢水中的有機(jī)污染物得到充分的降解，此外，通過向體系中曝氣，還可以增大原電池的陰陽極電勢(shì)差，提高鐵炭微電解對(duì)廢水的處理效果。
　　 Fenton氧化實(shí)驗(yàn)直接利用了Fe/C微電解處理進(jìn)入廢水中的Fe2+和Fe3+,主要考察了H2O2投加量、HRT和pH值對(duì)廢水色度及CODCr去除率的影響，正交實(shí)驗(yàn)極差分析結(jié)果表明H2O2投加量對(duì)Fenton氧化處理效果影

4、響最大，其次是pH和HRT，最初當(dāng)H2O2投加量增加，在Fe2+和Fe3+的催化作用下，氧化體系中的·OH自由基的產(chǎn)量不斷增加，色度、CODCr的去除率上升，但H2O2投加量繼續(xù)增加時(shí)，其本身就會(huì)消耗產(chǎn)生的·OH自由基，從而使得能夠與廢水中的污染物有效反應(yīng)的·OH自由基數(shù)量降低，使廢水的色度、CODCr的去除率下降。此外，當(dāng)氧化體系的pH過低和過高時(shí)，F(xiàn)e2+催化H2O2分解產(chǎn)生·OH自由基的速率都會(huì)受到抑制，同樣，當(dāng)Fenton氧化的

5、HRT足夠長時(shí)，廢水中的有機(jī)污染物得到充分的降解。
　　 經(jīng)過曝氣強(qiáng)化Fe/C微電解和Fenton氧化處理后，廢水中存在大量的Fe2+和Fe3+，若不將它們從廢水中去除，對(duì)后續(xù)的UV/TiO2/-O3催化氧化和生化處理都會(huì)有很大的不利影響。因此通過加堿將廢水的pH調(diào)節(jié)至9.0后，F(xiàn)e2+和Fe3+和OHˉ反應(yīng)生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，而Fe(OH)2和Fe(OH)3具有很強(qiáng)的吸附和絮凝活性，可以去除部分的色度和CODC

6、r。
　　 在分別以空氣和純氧作為臭氧發(fā)生器的時(shí)，分別研究了UV/TiO2/O3催化氧化對(duì)模擬活性紅X-3B廢水及經(jīng)過前述預(yù)處理后的實(shí)際染料廢水氧化降解，主要考察了HRT、pH、臭氧發(fā)生器進(jìn)氣流量、TiO2投加量對(duì)氧化處理效果的影響，經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)及延伸實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水CODCr為1500mg/L，在以空氣作為臭氧發(fā)生器氣源時(shí)，臭氧發(fā)生器空氣進(jìn)氣體流量為0.75m3/h，調(diào)節(jié)廢水pH至10.0，HRT=90min，TiO

7、2投加量=1.0g/L的條件下，UV/TiO2/O3催化氧化對(duì)染料廢水的色度及CODCr去除率分別為50.5％和100％；在以氧氣作為臭氧發(fā)生器氣源時(shí)0.75m3/h，進(jìn)水pH=9..0，HRT=60min,TiO2投加量=1.0g/L的條件下，UV/TiO2/O3催化氧化對(duì)染料廢水的色度及CODCr去除率分別為70.5％和100％。
　　 經(jīng)過前面的曝氣強(qiáng)化鐵炭微電解、混凝沉淀、Fenton氧化、UV/TiO2/O3催化氧化處

8、理后，廢水的色度、CODCr去除率和分別為100％、94.4％，同時(shí)廢水的可生化性得到大幅的改善，BOD5/CODCr值由最初的0.02～0.05升高至0.54，出水進(jìn)行最后的生物接觸氧化處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生物接觸氧化處理對(duì)經(jīng)過前期強(qiáng)化物化預(yù)處理的廢水具有很好的處理效果，出水CODCr＜60mg/L。
　　 對(duì)實(shí)驗(yàn)室小試確定的各個(gè)處理單元的最佳操作參數(shù)經(jīng)過修正后，在浙江某地通過曝氣強(qiáng)化鐵炭微電解-混凝沉淀-Fenton氧化-U