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曝气铁炭徽电解预处理助剂废水试验研究

文档作者：马春梅I 黄利2 郭莉3 文档来源： 1西北师范大学 2中铁第一勘察设计院甘肃兰州 3株洲南车时代电气股份有限公司		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
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曝气铁蕨徽电解颧处理助剩废泳试验研究
马春梅I黄利2郭莉3
(1西北师范大学甘肃兰州730070
2中铁第一勘察设计院甘肃兰州730000
3株洲南车时代电气股份有限公司湖南株洲412001)
摘要以某助剂厂生产废水为研究对象．采用曝气微电解对舍复杂成份的助剂生产废水进行预处理．结果表明，曝气微
电解最佳pH为3，最佳停留时间为90—120min，最佳铁炭体积比1：l，曝气条件下其COD去除率较普通微电解工艺至少提高
8％．去除率可以达到40％左右。对历时一周运行进行考察表明，曝气微电解处理可以使得原水B／C值由低于O．15提高到0．3l
以上。曝气微电解预处理助剂废水是可行的。
关键词助剂废水曝气微电解铁炭微电解
中图分类号：X703．5 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2011)05—086—3
某助剂厂有机废水来自4个车间，分别为化一、化二、化
三和中试车间。由于品种较多、T艺复杂、切换频繁，废水中
有机污染物质含量高且复杂，易溶于水．具有强烈的刺激性
气味，并带有颜色。对动植物和人体健康的危害较大。生产废
水．每日排放量约300—400ms．化学耗氧量COD为500～
10000mg·L-I．平均COD为5000mg·L-1左右，BODs／COD比值
在0．15以下。废水介质中有生产全过程中的各种原辅材料、
中间体、产成品及衍生物．如过氧化氢、过氧化钠、叔丁醇、叔
丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢、环已酮、芳烃、蒽醌、苯、
萘、甲醛、胺、钠盐、有机酸类及其盐、各类有机过氧化物及中
间体和衍生物．此外还有无机盐、酸碱等物质。
微电解技术是一种20世纪70年代就开始进行研究并
已经得到一些应用的废水处理方法．是废水处理中一种重要
的预处理方法。微电解技术应用范围广．使用寿命长，成本低
廉且操作维护方便．使用的铁屑来自于工业垃圾．具有“以废
治废”的意义。微电解在处理印染废水、化工废水、制药废水
等¨】中多是作为预处理单元来提高废水的可生化性．以求
达到减轻后续生物处理负荷的目的。
l试验内容与方法
1．1废水水质
试验用水为某助剂厂生产废水．该公司专业生产化_[助
剂．废水介质中有生产全过程中的各种原辅材料、中间体、产
成品及衍生物．BOD5／COD<0．15，可生化性很差。其水质指标
见表1。
表1试验用水水质
为达到国家污水综合排放标准．对该废水的处理工艺最
终采用的是生化法，因此为了提高可生化性，需要先进行预
处理。
1．2测定指标与方法
COD：重铬酸钾法；BOD5：稀释接种法；pH：HACHpH计；
浊度：浊度仪。
1．3实验装置
装置如图1．
曝气微电解反应
器为UPVC材质．高
3000mm．内径320mm。
底部设置环状穿孔曝
气管和穿孑L布水管．装
微
电
解
反
府
器
图1实验装置
填200mm石英砂：石英砂上铁炭填料装填高度2500mm。装
填不同铁炭比的填料后经实测有效反应容积约为50L。试验
运行时气水比l：1。原水调节pH值后由循环泵打入微电解
反应器，流量由流量计控制．对其出水进行加碱沉淀处理。曝
气由气体流量计控制．微电解反应器为升流式反应器。
2结果与讨论
2．1 影响预处理效果的因素
据研究，pH值、反应时间、铁炭比是铁炭微电解反应的
影响冈素。而在有O：时E0(0州20)=1．23V，所以曝气也是影
响铁炭微电解反应速率的因素之一。
2．1．1 DH对COD去除的影响
试验进水COD为5063mg·L～．由流量计控制进水流量
使反应器内水力停留时间120min．填料铁炭比为l：l。曝气
情况下由H2sO。和NaOH调节进水的pH值分别为1、2、3、
4、5、6、7，取各个pH值运行状况下沉淀池上清液出水测定
COD，得出pH值对COD去除率的影响如图2。
从图2中可见。进水pH>5时，COD去除率<30％，而且
随着pH的升高逐渐降低：pH<5时，COD去除率>30％。分析
其原因认为铁炭微电解降解有机物主要是产生的新生态的
作者简介：马春梅(1974～)。2008年毕业于兰州交通大学环境工程学院．荻环境工程专业硕士学位，现在西北师范大学任职，助理工程师。
2011．No．5． o
万方数据
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50
40
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10
0
图2 pH值对COD去除效果的影响
fH]、Fe2+等均能与废
水中许多组分发生氧
化还原反应．在有氧
条件下．酸性愈大，反
应的驱动力愈大．所
以，废水的pH值越
低．越有利于原电池
反应的发生．处理效
果越好。但DH值由3
调到1时，COD的去除率增幅不是很大，另外pH值过低会
增大调节废水所需的酸．而且酸性太强会大大增加铁屑的消
耗。因此．出于去除效率、加酸量和铁屑的使用量的综合考
虑．为了取得较好的处理效果．在正常运行过程中调pH=3。
2．1．2水力停留时间对COD去除的影响
试验进水COD为5063mg·L-l，pH值为3，填料铁炭比为
l：1．曝气情况下．由流量计控制进水流量分别调节反应器水
力时间为30、60：90、120、150min，取各个水力停留时间下沉
淀池出水上清液测定COD．得出水力停留时间对COD去除
率的影响见图3。
逆
爵
趣州
从图3中可见：
水力停留时间对COD
的去除率和出水DH
有很大的关联．反应
时间越长．出水pH越
高．反应越充分．COD
去除率越高。水力停
4045
迁：
姜25
躲
1；
O
0 30 60 90 120
反应对厨晌
图4不同铁炭比对COD去除效果的影响
力时间为30、60、90、
120min．取沉淀池上
清液测定COD．得出
在不同铁炭比的条件
下各个水力停留时间
对COD去除率的影响
见图4。
从图4中可见不
同铁炭比对废水的
COD去除效率有所I不同。随着铁的量的增加，COD去除率逐
渐降低．在铁炭比为1：1时，去除率高于其他铁炭比，在反应
器内废水中形成的微电池的数量随着炭的量的增加而增多。
所以提高了废水的处理效果。另外，炭量的增加可以增加填
料的空隙率．便于曝气时气泡的通过，从而减轻了填料的板
结程度。综合考虑．采用铁炭体积比为1：1配制填料。
2．1．4曝气对COD去除的影响
为了研究曝气对微电解反应的影响．在试验过程中进行
了曝气与不曝气的对比试验．在铁炭体积比l：1。进水初始
COD为4980mg．L一，进水pH值为3，水力停留时间为
120min时．考察了一周运行曝气微电解与普通微电解出水
的B／C值。曝气微电
解反应器与普通微电
解反应器对COD处
理的效果比较见图5。
为期一周的对比
实验表明当进水COD
值变化较大时．普通
铁炭微电解去除率变
化幅度不大．COD去
f
葛邑
誉
姜
餐
图5曝气对COD去除效果的影响
除率在30％以下。曝气微电解COD去除率维持在38％以上，
在38％。44％之问浮动．曝气微电解反应器曝气不均匀导致
去除率浮动较大。当微电解反应中有O：时可以提高电位差
从而加快原电池反应：气泡的上升冲力带动填料活动可以摩
擦铁屑表面从而消除铁屑表面形成的惰性层，加快电子的传
递速度，提高微电解的处理能力[5】。另外气泡上升还可以带
出Fe“、Fe“和细小的铁屑，防止细铁屑在反应器内沉积导致
板结。
2．2曝气微电解对废水可生化性的影响
为了研究曝气微电解处理对后续处理的影响．为便于后
期进行生化处理．在铁炭体积比1：l，进水初始COD为
4980mg．L～，进水B／C<0．15，水力停留时间为120rain时，考
2011．No．5．
察了一周运行曝气微，。
电解对COD处理的效：：
果和废水的可生化性。3．5
影响见图6。墓25
从图6中可以明§芝
显的看到，曝气微电1：
解对原水水质有很大。
的提高．曝气微电解
最大可以将B，C从图6曝气微电解对废水可生化性的影响
0．15以下提高到0．31以上。据洪飞宇[5]等人研究结果表明二
级曝气微电解反应器串联后处理废水的COD去除率有二次
跃迁曲线．二级微电解出水B／C值较一级微电解出水还可以
得到提高．冈此．该助剂废水经过曝气微电解处理后，对其出
水进行二次微电解处理。得出出水的B／C值为0．4，这对于后
续的处理是非常有利的。
3结论
(1)DH值、水力停留时间、铁炭比和曝气是铁炭微电解
处理助剂废水的影响因素。曝气微电解最佳pH值为3，最佳
水力停留时间为90。120min。最佳铁炭体积比为l：1，在曝气
(下转第91页)
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万方数据
煤和劣质煤以及石油焦等劣质资源．提高我国煤炭资源的回
采率与资源利用率。新型煤化工将极大提高煤炭、水等多种
资源利用率．大幅度减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、尘、
渣等污染物．回收大量资源。
2．2国家制定相关政策．引导煤炭合理利用
我国煤炭储量相对较为丰富．但品质差异较大，部分品
种短缺．如焦煤等；为了合理高效利用，国家应该根据热值、
灰分、含硫量、危害元素含量(如汞和砷)等多种指标，科学区
分各种煤炭的使用范围(包括行业与地区)，规范煤炭资源管
理．指导煤炭的开采、使用与运输；由于焦煤短缺，国家应该
禁止焦煤和焦炭出口：汞和砷等危害元素含量较高的煤炭、
高硫煤、褐煤(效能低、产污量大)和石油焦等，应禁止用作动
力燃料：交通运输部门应依据相关政策与要求．以“运距最
短、作业次数最少”为原则，进行合理调度，最大化有效利用
运能：应结合区域供热规划和新农村建设，采用新型煤气化
技术对燃煤锅炉(包括供热)进行优化改造。从政策层面，鼓
励先进煤化工企业发展走循环经济路线．借助市场价格杠
杆．促进现有煤化工企业淘汰和优化整合．协调煤化工行业
健康发展。
2．3因地制宜发展煤炭工业
综合考虑水资源、市场、运输、生态环境、酸雨、温室气
体、汞污染以及固体废物等多要素，结合二氧化碳的处置成
本。对煤炭开采与利用进行多方案或多种模式的战略环评。
在富煤富水区域．建设坑口煤化工基地，延长煤化工产业链，
尽可能延伸到市场终端产品．减轻化学品运输压力和环境风
险；水资源不支持的富煤区域，明确不宜发展煤化工产业；还
可以进行输煤、输电、引水、输气(包括基础化学品)等多方案
比选，从而起到环保优化经济发展的实际效果。
3结束语
煤化工作为一个正在兴起的产业．已经显示出巨大的发
展潜力。在低碳经济发展中起着非常重要的作用，它将会在
今后开启高碳到低碳的绿色通道：积极推进我国煤炭资源综
合利用的发展，真正达到提高资源利用率的目的。总之。低碳
经济是经济发展的碳排放量、生态环境代价及社会经济成本
最低的经济．是一种能够改善地球生态系统自我调节能力的
可持续性很强的经济。低碳经济绝对不是一个简单的提法．
而是发展绿色经济的必然选择。
参考文献
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看好．山西煤炭．2010(4)
2杨永仁．积极推进我国煤炭资源综合利用的发展．煤炭加工与综合
利用，2005(4)
(上接第87页)
的情况下COD去除率可达到40％左右。与环保，2009，35(2)
(2)曝气微电解反应工艺比普通铁炭微电解工艺的处理2 Seok．Young Oh，PeiC．Chiu，Byung J．Kim，Daniel K．Cha．Enhancing
效果至少提高8％。Fenton oxidation of TNT and RDX through pretmatme“t with zero·
(3)曝气微电解对原水可生化性有很大的提高，可以将
Valen‘imn·w耻e。R8““h，2003，37
B，C反o．15以下提高到"J nU．1J1I rⅢA一卜O
3 1专要，孙立平，王妍-混凝一微电解预处理雏生素B1生产废水·工
(4)曝气微电解预处理助剂废水是可行的。4未薹竺：嚣I翟等．微电解_№联合工艺处理硝基苯废
水效能研究．水处理技术，2009，35(1)
参考文献5洪飞宇．李德生，韩丹，等．曝气，铁炭微电解预处理制膜废水试验研
1 王延峰，李亚峰．微电解一H202处理印染废水的实验研究．工业安全究．工业水处理，2009，29(4)
云南沼气利用造福1 000万农民
截至2010 g-g,,．云南省农村户用沼气建池保有量累计南省有自主知识产权的户用沼气池在卢旺达、突尼斯、孟加
达到247万户．已有1000万农民用上沼气，相当于节省了薪拉、阿塞拜疆、巴基斯坦、尼泊尔等亚非数十个发展中国家得
柴月256万吨。成为全国沼气发展的重要省份之一。而且云到了推广应用。
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墨西哥从中国进口节能灯
墨西哥政府近日宣布，从2011年8月1日起，将在全国
范围内实施照明节能计划。而今年内所需的2290万只节能
灯也将从中国进口。原因是中国生产的节能灯得到国际认
证．中国有能力在短时间内供应而且节能灯价格很有竞争
力，质量好。·
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潘基文呼吁世界各国行动起来应对气候变化
联合国秘书长潘基文9月6日在新西兰最大城市奥克
兰呼吁国际社会积极行动起来．共同应对气候变化带来的挑
201’．No．5．
战。他说，太平洋岛国地区处于应对气候变化挑战的最前沿，
一些小岛国正面临着日益严峻的挑战。

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