催化鐵內(nèi)電解法預處理印染廢水及后繼生物處理工藝的研究.pdf

1、鐵內(nèi)電解法又稱鐵還原、鐵碳法等，已廣泛應用于印染廢水的治理中，為了克服傳統(tǒng)鐵內(nèi)電解法的缺點，在其反應器中加入某些催化材料，改變運行方式，開發(fā)出催化鐵內(nèi)電解工藝。為研究催化鐵內(nèi)電解工藝對印染廢水的效果、預處理對后繼生物處理的影響，以及相關的催化材料、具體實施方式和運行參數(shù)，進一步探討催化鐵內(nèi)電解工藝實際應用問題，在上海市桃浦工業(yè)區(qū)污水處理廠和山東省濱州市華紡股份公司污水處理廠進行了小試和中試試驗。 試驗首先對催化鐵工藝處理印染廢

2、水的催化材料和運行方式進行了靜態(tài)和現(xiàn)場小試研究。針對印染廢水高pH值、高色度以及高COD、并含有大量難生物降解物質(zhì)的水質(zhì)特點，在課題組前期研究的基礎上,以鐵為反應材料，以銅、錫、炭等為催化材料進行了對比試驗，以提高鐵內(nèi)電解法處理印染廢水的反應效率；試驗中還對進水pH值的影響進行了研究；對運行方式進行了比較，以此強化催化鐵內(nèi)電解工藝的作用。 以催化鐵內(nèi)電解預處理工藝與后繼生物接觸氧化工藝相結合，對印染廠主要類別污水以及綜合印染廢

3、水等進行了處理。試驗結果表明，該組合工藝對染整廢水、調(diào)節(jié)池綜合廢水、退漿廢水以及二沉池出水有比較好的處理效果，其中，催化鐵內(nèi)電解法處理堿性印染綜合廢水，反應器停留時間應不低于3.0h，生化停留時間為24小時，預處理出水可生化性明顯提高、色度去除率高，經(jīng)過生物處理后，色度和有機物的去除率分別為81.5％、78％，磷酸鹽去除率為97％，出水總鐵濃度小于0.5mg/L。該組合工藝對退漿廢水也有很好的去除效果，當進水pH值為6時，經(jīng)鐵床后廢水C

4、OD去除率高達40％，再經(jīng)后繼生物處理，最終COD去除率為89％，出水為1250mg/L；出水SS為105mg/L，去除率為95％。 試驗針對催化鐵工藝預處理對于后繼生物處理的影響開展了試驗，主要內(nèi)容包括對催化鐵反應器內(nèi)生物作用的考察，以及預處理后廢水對后繼生物胞外聚合物形成的影響。試驗結果表明，在鐵反應器內(nèi)生物相豐富、數(shù)量多，雖然鐵不斷消耗，但反應器內(nèi)生物的數(shù)量和種類比較穩(wěn)定，具備了生物降解的條件。對比試驗結果表明，當胞外聚

5、合物含有大量鐵離子時，對鐵離子進行置換或者絡合，對胞外聚合物的提取更為有利；含較多鐵離子的廢水能促進載體的掛膜速度和生物量，對生物膜中胞外聚合物的形成有利，進水中有無鐵離子時，胞外聚合物含量分別為46.1mg/g，17mg/g，兩者大約相差29mg/g；鐵離子作為胞外聚合物的連接劑，被大量吸附在胞外聚合物中，不但促進了生物膜的形成，而且可能極大地改變了生物膜中氨基酸的等電點，增加了蛋白質(zhì)和酶的含量，促進了生物膜的生物降解作用；通過反證試

6、驗，發(fā)現(xiàn)在連續(xù)曝氣條件下，糖類比蛋白質(zhì)降解更快，在3h內(nèi)降解速率是后者的2倍。在此階段，水中總鐵的含量一直呈上升趨勢，3h后鐵離子的增加明顯減緩，而此時蛋白質(zhì)的消耗卻明顯加快，可見鐵離子作為胞外聚合物的連接劑，更多地和糖類官能團通過各種鍵能連接在一起的，糖類最易消耗，從而造成生物膜的脫落。 為深入考察催化鐵工藝對印染廢水的處理效果，并解決該工藝工程應用方面的問題，在印染廠進行了中試試驗。中試試驗中采用了單元化濾料的概念，對可能

7、影響到該工藝工程應用的問題進行了探討，其中進水采用了底部進水，泵循環(huán)的反應器模式，來保證反應器水流均勻和紊動強度，并在底部安有排泥管道；對大批量鐵屑的活化，采用了序批進水，大量曝氣的方法，利用該部分水中含有大量鐵離子的特點，與其他污水一起來進行后繼生物懸浮填料的掛膜，收到了較好的效果。無論是泵循環(huán)還是微曝氣，相比小試有更多的懸浮顆粒被截留，經(jīng)過鐵床和生物處理后，COD去除率為77％，色度的去除率為81％。反應器中氧的分壓愈低，難降解有機

8、物獲得電子被還原的可能愈大，當采用催化鐵工藝預處理廢水，以提高廢水可生化性為目的時，應采用泵體循環(huán)或微曝氣等低氧狀態(tài)的擾動方式，否則對廢水可生化性的提高不利。與小試相比，鐵屑反應能力降低的周期變短，當鐵反應器反應能力降低時，控制反應器內(nèi)廢水pH為6.0～7.0，經(jīng)過適當曝氣，鐵反應器對廢水的預處理效果可恢復到原來水平。 中試試驗中，還對催化鐵內(nèi)電解工藝在印染企業(yè)回用水處理中應用進行了探討。 最后，根據(jù)現(xiàn)場中試試驗結果