印染廢水鐵碳微電解-Fenton法處理技術(shù)

印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，且具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、毒性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難降解的工業(yè)廢水。

Han等采用機(jī)床加工所剩鐵屑混合活性碳作為微電解填料處理染料廢水，COD以及色度去除率分別可達(dá)73%和98.5%。蔣夢(mèng)然等采用鐵碳微電解對(duì)印染廢水二級(jí)生化出水進(jìn)行深度處理，發(fā)現(xiàn)此技術(shù)可使COD從120mg/L降至60mg/L以下。劉鑫等采用芬頓、鐵碳微電解等組合處理印染廢水，色度從6000~8000倍降至10倍以下，COD濃度從9777~18039mg/L降至300mg/L以下。Fu等采用微電解聯(lián)合微波放電無極燈次氯酸鹽，處理偶氮染料廢水，色度去除達(dá)到100%，COD的去除率達(dá)到82%。王喜全采用微電解-Fenton氧化法處理染料廢水，COD的去除率分別達(dá)到63.4%、62.3%、55.4%。Yang等采用鐵碳微電解處理含有氨基有機(jī)硅聚合物的廢水，發(fā)現(xiàn)低的初始pH和鐵碳比可以強(qiáng)化微電解去除氨基有機(jī)硅乳化液廢水的COD。Zhang等采用臭氧曝氣鐵碳微電解床層過濾處理偶氮染料RR2廢水，TOC去除率可達(dá)82%。徐麗娜等人采用生物組合微電解的組合工藝，對(duì)染料廢水進(jìn)行處理。COD和色度去除率分別為75%和99%。

基于目前印染廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀，本研究采用鐵碳微電解-Fenton復(fù)合工藝對(duì)該類廢水展開研究，以期為此類廢水的處理探索一條新型、高效、經(jīng)濟(jì)的處理途徑。

1、材料與方法

1.1 材料

印染廢水水質(zhì)如表1所示，印染廢水中含其中酸性大紅GR(分析純)、亞甲基藍(lán)(分析純)、聚乙烯醇PVA(分析純)。

1.2 試驗(yàn)方法

利用鐵碳處理處理2L印染廢水，測定其COD和色度。向燒杯中加入100mL經(jīng)鐵碳處理過的印染廢水，放在磁力攪拌器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)后將pH調(diào)至8靜置絮凝，最后測其上清液的色度、COD以及BOD5?？疾?/span>Fenton反應(yīng)的最佳反應(yīng)pH、H2O2投加量，反應(yīng)時(shí)間，靜置時(shí)間。

1.3 分析方法

COD采用5B-3C快速測定儀法；pH值采用PHS-3C型酸度計(jì)測定法；色度采用稀釋倍數(shù)法(GB/T11903-1989)，BOD5采用稀釋接種法(GB/T7488-1987)；

1.4 印染廢水的處理

1.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)印染廢水進(jìn)行優(yōu)化處理，分別考慮到反應(yīng)前pH，H2O2投加量，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)后靜置時(shí)間四種因素對(duì)處理效果的影響，進(jìn)行了四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，采用正交實(shí)驗(yàn)表安排實(shí)驗(yàn)。因素水平設(shè)計(jì)表和正交實(shí)驗(yàn)表如表2所示。

2、結(jié)果與討論

2.1 微電解處理結(jié)果

利用鐵碳微電解一次處理2L廢水，處理?xiàng)l件為反應(yīng)pH為6、曝氣反應(yīng)1.3h。測定得出水COD為769.56，色度為70倍。鐵碳處理后的印染廢水的COD去除率為53%，色度的去除率為36%。

2.2 Fenton反應(yīng)的正交試驗(yàn)

對(duì)九組實(shí)驗(yàn)的COD去除結(jié)果進(jìn)行正交處理如表3所示。

由表3可看出：鐵碳微電解和Fenton法處理印染廢水對(duì)色度去除率較好，各種因素對(duì)COD去除率影響順序?yàn)椋盒跄龝r(shí)間?pH?反應(yīng)時(shí)間?H2O2投加量。最優(yōu)條件：pH為4、投加H2O2為1.5mL/L、反應(yīng)時(shí)間為20min、靜置時(shí)間為0.5h，此時(shí)COD的去除率達(dá)到83.72%。

對(duì)九組實(shí)驗(yàn)的色度去除結(jié)果進(jìn)行正交處理如表4所示。

由表4可看出：鐵碳微電解和Fenton法處理印染廢水對(duì)色度的去除率較好，各種因素對(duì)色度去除率有不同的影響，影響順序?yàn)椋?/span>H2O2投加量＞反應(yīng)時(shí)間＞絮凝時(shí)間＞pH。最優(yōu)條件：pH為3、投加H2O2為1.25mL/L、反應(yīng)時(shí)間為20min、靜置時(shí)間為2h，此時(shí)色度的去除率達(dá)到84.29%。

在色度和COD去除率最優(yōu)的條件中，各個(gè)條件的值取中間值，進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，廢水pH值為3.5、H2O2投加量為1.25mL/L、反應(yīng)時(shí)間為20min，靜置時(shí)間為1.25h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可看出：印染廢水在最優(yōu)處理?xiàng)l件下，COD平均去除率達(dá)到68.09%，色度去除率達(dá)到80%，BOD5平均去除率達(dá)到13.92%，BOD5/COD從0.32提高到0.47左右。實(shí)驗(yàn)處理效果穩(wěn)定，表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3、結(jié)論

只經(jīng)過鐵碳處理后的印染廢水的COD去除率為53%，色度的去除率為36%。廢水在鐵碳處理后再經(jīng)過Fenton試劑的處理其COD去處率可達(dá)68.09%，提高了15%左右，色度的去除率可達(dá)到80%，提高了44%；反應(yīng)前pH值為3.5，H2O2投加量為1.25mL/L，反應(yīng)時(shí)間為20min，絮凝時(shí)間為1.5h，處理效果較佳。鐵碳微電解和Fenton法聯(lián)用處理印染廢水，取得了較好的效果，證明這種方法是實(shí)際可行的。（來源：西安工程大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院）