铁碳填料微电解法在电镀废水、石油化工废水、制药废水等行业废水的治理中的应用特点和技术现状,并针对目前的应用缺陷提出未来主要的发展方向,旨在为铁碳填料微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。
铁碳填料微电解工艺不仅能有效降低废水有机物浓度,且能去除或降低废水毒性,提高废水的可生化性。该法是基于电化学中的电池反应,电池反应生成的产物具有强氧化还原性,使常态下很难进行的反应得以实现,从而起到处理废水的作用。本方法无需添加氧化剂,具有设备体积小,占地面积少,操作简单灵活、投资少等优点。本文重点对存在的应用情况进行归纳,旨在为今后铁碳填料微电解工艺的发展提供方向和理论基础。
1.铁碳微电解法在典型工业废水处理中的应用现状
1.1在印染废水中处理中的应用
印染废水的特点是水量大、色度深、可生化性差、组成复杂等,其有机污染物来自染料及染整添加剂。使用浓度为40mg/L的四种不同染料配制成的模拟印染废水,对此进行铁碳微电解法处理。结果表明,铁碳填料以经过稀盐酸浸泡预处理的铁刨花混合粒径为5~10mm的焦炭,在曝气量为4m3/h、固液比为1:10的条件下反应60min,90%以上废水色度可去除,反应PH值与最佳铁碳比因处理染料性质不同而存在差异。
1.2在制药废水处理中的应用
目前制药废水处理的主要问题是污染物种类多、含有生物毒性物质、浓度高、成分复杂、难于生化处理,色度高等。利用铁碳微电解法结合生化法处理医药废水(CODcr=5000~7000mg/L,NH3=200~40mg/L,BOD5=1500~2000mg/L,pH在1~2)可使废水pH从平均1.6提高到平均4.5,COD降低46%~55%,随后经过活性污泥法处理后出水COD≤230~260mg/L,氨氮在35~40mg/L,BOD≤22~25mg/L,pH在6~9,SS≤110~130mg/L。各指标去除效率在80%以上。
1.3在炸药废水处理中的应用
炸药工业所排生产废水中含TNT、RDX、DNT等多种剧毒物质,是重污染源之一。对此情况,工艺处理了含硝基苯废水,其原理是铁碳填料微电解组合SBR生化法。该工艺的反应器是活性铁床,取代铁屑——碳粒混合物作填料的铸铁块(具有一定铁碳比且粒径为20cm左右),其流程是让废水自铁床底部流入,从上部排出。并为了加快反应速度,避免铁床板结,在微电解反应发生的同时往反应器内从铁床底部鼓入空气,最后组合生化处理的SBR工艺。其结果显示,经过其方式的预处理后,COD去除率可达60%,脱色率可达70%以上,B/C值从0.36提高到0.45,去除效果得到一定的改善。
1.4在电镀工业废水处理中的应用
电镀废水的成分是大量的重金属、氰化物及难降解有机物,且由于各个电镀厂不同的生产工艺,废水水质差异很大,含有大量的有毒物质,难以达到达标排放的各项指标。
基于铁碳填料微电解技术处理了高浓度含铬电镀废水。结果显示,通过该方法处理进水Cr6+质量浓度270mg/L以下的含铬废水,在60min内出水Cr6+可下降到0.5mg/L以下,且可达99.7%以上的去除率。对于Cr6+质量浓度高达500mg/L以上,甚至用该方法处理1000mg/L以上的高浓度含铬废水180min,处理效果也很好,可到89.7%~99.9%的去除率。
1.5在造纸工业废水处理中的应用
制浆过程中的蒸煮、筛分、清洗、漂白是造纸废水的主要来源。废水的成分是大量的木质素等难降解物质。即使经过一级物化、二级生化处理后出水的CODcr、色度等各项指标仍然高于国家造纸工业水污染物排放的一级标准,这让许多造纸企业各项指标都难以达标排放。
基于铁碳填料微电解法的杨木BCTMP浆制浆废水的处理情况,探讨了此工艺给废水带来的影响。结果显示,对废水处理效果影响最大的是微电解处理时的进水pH值,其次分别是微电解处理时的填料里的铁碳质量比、反应过程时间和过程里加入的水铁比。
在进水pH值为4~5,铁碳质量比是0.5:1,反应时间为15min,且铁液比为0.1到0.125的条件下,废水能去除大于90%的色度,COD能去除大于70.0%,B/C由0.3上升到0.35。此案例说明,杨木BCTMP废水经过微电解法处理,不仅废水的色度能得到有效去除,且COD也被降低,并提高了可生化性。