第３５卷第７期 ２，０１０年７月 鄹 ｏＮＭ踟环境科学与管理 ＾Ｉ．Ｓａ匝ＮａＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＶｏＬ ３５ Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ ２０１０ 文章编号：１６７４—６１３９（２０１０）０７－００７９一ｏ３ 铁碳微电解法预处理染料废水的研究 周永强 ，黄伟 ，昌培培 ，杨莹 （１．武汉建工股份有限公司．湖北武汉４３００３２；２．河南省罗山县水利局，河南信阳４６４２００； ３．河南省信阳市湃河区水利局．河南信阳４６４００Ｏ） 摘要：采用铁碳微电解法对颜料的实际生产废水进行降解研究。结果表明，ｐＨ值为３，铁碳比为１：２，反应 时间１２０ ｍｉｌｌ。曝气的条件下，染料废水的处理效果最好，色度去除达到８０％以上，ＣＯＤ的去除率也超过５０％以 上。可生化性由０．２１提高到０．４３。 关键词：铁碳微电解；染料废水；预处理 中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｄｙｅ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｆｅ——Ｃ ｍｉｃｒｏ—。ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ Ｚｈｏｕ Ｙｏｎｇｑｉａｎｇ ，Ｈｕａｎｇ Ｗｅｉ ，Ｃｈａｎｇ Ｐｅｉｐｅｉ ，Ｙｍａｇ ＹｉＩｌｇ （１．Ｗｕｈａｎ Ｃｏｍｔｒｕｅｔｉｏｎ ＥＩｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ，．Ｌｔｄ，Ｗｕｈｕｎ ４３００３２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉ￣ｏｓｈａｎ Ｃｏｕｎｔｙ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ ｉｎ Ｈｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉｎｙａｎｇ ４６４２００。Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｈｉｈｅ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｍｅ￣ｕ，Ｘｉｎｙａｎｇ ４６４ＯＯＯ，ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｅ Ｆｅ—Ｃ ｍｉｃｒｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ＷａＳ ｕｓｅｄ ｔＯ ｔｒｅａｔ ｔｌｌｅ ａｃｔｕａｌ ｐｍｄｕｅｆｉｏｎ ｏｆ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔＩｌａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｉｔｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ—ｅｌｅｅｔｒｌｙｓｉｕｓ ｗａｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｔ ｐＨ ｖａｌｕｅ ３，ｈｅ ｖｏｌｕｌｎｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｆｅ／Ｃ ｉｓ ｌ：２，ｒｅ８ｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ １２０ ｍｉｎｕｔｅ８。ａｅｍｆｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ＷＳＳ ｔｒｅａｔｅｄ ｅｔｔｉｅｉｅｎｆｌｙ． Ｉ１ｌｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆｃｏｌｏｒ ａｎｄ ＣＯＤ ｗｅｒｅ ｏｖｅｒ ８ｏ％ａｎｄ ａｂｏｕｔ ５３％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄ ＢＯＤ５／ＧＯＤ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ０．２１ ｔｏ ０．４３，ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｅ ｏｆ ｅｎｅｆｂｉｔ ｔｏ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｅ—Ｃ ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ 前言 微电解技术又称为内电解、铁还原、零价铁法、 铁碳法等，以铁屑和碳构成原电极，集氧化还原、絮 表１染料废水水质 凝吸附、络合及电沉积等作用于一体，不但可以去除 部分难降解物质，还可以改变部分有机物形态和结 构，提高废水的可生化性…，而且工艺简单，操作方 便，因而广泛应用于染料、制药、电镀、农药、石油化 工等行业废水的处理中口 Ｊ。 １．２实验材料 铁屑：取自机械加工厂，粒径２／／Ｌｒｎ一３ ｍｍ，用 １０％碱液浸泡并加热５ ｍｉｎ一１０ ｒａｉｎ（８Ｏ℃）除油，然 后用１０％的稀盐酸浸泡３０ ｍｉｎ以去除表面氧化物， 最后用清水冲净待用。 １ 实验材料及方法 １．１废水水质 试验用水取自染料产车间。废水中含有染料、 染料中间体和助剂等，色度极高。其废水水质如 表１所示。 收稿日期：２０１０一Ｏ１—１１ 碳：使用平均粒径ｌ ＩＴｆｎ左右的颗粒碳。颗粒碳 预先用原水浸泡４８小时，使其达到吸附饱和，消除由 于颗粒碳吸附作用导致的对ＣＯＤ去除效果的干扰。 各种化学试剂均为市售，分析纯。 １．３试验方法 具体试验流程图如图ｌ所示： 作者简介：周永强（１９８３一）。男。河南信用人，给水排水工程专业．现 为武汉建工股份有限公司助理工程师．研究方向：水净化。 图１试验流程圈 ・７９・ 第３５卷第７期 ２０１０年７月 周永强等・铁碳徽电解法预处理染料废水的研究 ， Ｚ ３５ Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ２０１０ １．４水质分析方法 个主要因素进行试验，从而寻找出最佳反应条件。 ２．１ ｐＨ值对色度及ＣＯＤ去除率的影响 ＣＯＤ ：重铬酸钾法；ＢＯＤ ：稀释接种法；ｐＨ： ＰＨＳ一３ＣＡ型酸度计；色度：稀释倍数法 在不同的ｐＨ（ｐＨ＝ｌ、２、３、４、５、７、８）下进行实 诣 ２结果与讨论 ：２皓 验。反应结束后，出水调节ｐＨ至８．０，静置沉淀３０ ａｉｎ后，取上清液测色度及ＣＯＤ 。ｐＨ值对色度及 影响铁碳微电解处理效果的因素主要有进水 ｒ ｐＨ值、铁炭比、反应时间等。因此本文针对以上三 ＣＯＤ去除率的影响见图２。邑 晷｛卜 ２ ４ ｐｉｔ 图２ ｐＨ值与色度及ＣＯＤ去除率的关系图 由图２可见，ｐＨ对微电解处理效果有很大影响， 在酸性条件下处理效果好，随着ｐＨ的调低，ＣＯＤ的 去除率升高。但当ｐＨ值达到３后，ＣＯＤ的去除率开 果相差不大。因此，进水ｐＨ宜控制在３．０左右。 ２．２铁碳比对色度及ＣＯＤ去除率的影响 在不同的铁碳比（Ｆｅ／Ｃ＝４：１、３：１、２：１、１：１、１： 至８．０，静置沉淀３０ ｒａｉｎ后，取上清液测色度及 ＣＯＤ 。铁碳比对色度及ＣＯＤ去除率的影响见图３。 始下降。考虑到ｐＨ过低不仅大幅度增加调ｐＨ的酸 ２、１：３、１：４）下进行实验。反应结束后，出水调节ｐＨ 用量，而且铁用量增加，造成产泥量增加，带来一系列 问题，图２还表明，在各ｐＨ值条件下，废水的脱色效 爵 锺 稍 图３色度及ＣＯＤ去除率与铁碳比关系图 当体系中铁屑含量低时，增加铁屑，可使体系中 料废水的微电解处理时，铁炭比应控制在１：２为最 的原电池数量增多，提高对有机物的去除效果；当炭 佳。屑过量时，反而会抑制原电池的反应，所以铁炭比应 ２．３铁碳微电解反应时间对色度及ＣＯＤ去除率的 有一个适当值。由图３可知，铁炭比对微电解反应 影响 有较大的影响。当将铁炭比控制在ｌ：２时，ＣＯＤ 的去除率最高，可达４０．１％；当铁炭比大于或小于ｌ 在不同的反应时间（Ｔ＝２０、４０、６０、８０、１００、１２０、 １４０、１６０、１８０ ｍｉｎ）下进行实验。反应结束后，出水 调节ｐＨ至８．０，静置沉淀３０ ｒａｉｎ后，取上清液测色 度及ＣＯＤ 。微电解反应时间对色度及ＣＯＤ 去除 率的影响见图４。 ：２时，原电池数量不足，影响有机污染物的去除， 表现为ＣＯＤ的去除率降低；而在不同的铁炭比条件 下，废水的脱色效果相差不大。综合考虑，在进行染 ・８０・ ２ＩＤｌＯ年７月 第３５卷第７期 周永曩等・饮碳徽电解法顶处理染料废水的研究 Ｖ０Ｌ ３５ Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ２Ｏｌ０ １００ ９０ ８Ｏ ７ｏ 爵 ６Ｏ 鬟５ ４Ｏ 。０ ３Ｏ ２０ ２Ｏ ４Ｏ ６０ ８０ １００ １２０ １４０ １６０ １８０ 反应时间 ｉｎ） 图４色度及ＣＯＤ去除率与微电解时间关系图 从图４看出，在２０ ｒａｉｎ一１２０ ｒａｉｎ范围之内， ＣＯＤ去除率随着处理时间的增加呈上升趋势，超过 增加耗铁量，增加处理成本，另外ＨＲＴ过长不利于 工程应用。因此，微电解时间确定在１０ ｍｉｎ较为合 适。 的去除率可达到８０％以上，ＣＯＤ去除率为５３．７８％。 处理后废水的ＢＯＤ５／ＣＯＤ 由０．２１提高到０．４３，废 染料废水具有良好的效果。 １２０一ｍｌｒｔ后，去除率波动趋势变缓。停留时问过长会 水可生化性得到提高。表明采用铁碳微电解法降解 （２）铁碳微电解法处理染料废水，具有以废治 废、设备简单、去除率高的特点，且不需外加电源，操 作方便，成本低廉，该方法有实际生产应用价值。 参考文献： ［１］王锋，周恭明．铁碳徽电解法预处理老龄垃圾填埋 ２．４可生化性 经铁碳微电解反应、最终出水后，测定ＢＯＤ ，结 果如表２所示。表明废水的最终出水ＢＯＤ 值为 ３ ０００ ｍｇ／Ｌ一３ ４ＯＯ ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５／ＣＯＤ 值由原水的 ０．２ｌ提高到到０．４３，高于进行生化反应所需的最低 值０．３０，废水的可生化性得到提高。 表 染料废水处理前后可生化性变化情况 场渗滤液的研究［Ｊ］．环境污染治理技术与设备，２ＯＯ４，５ （３）：６３—６５． ［２］Ｂ ａｌｉｃｅ Ｎ，ｃ ｈａｒｔｒａｎｄ Ｍ。Ｋ ｅｅｅｈ，ｅｔ矗１．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｘ：ｉｄｉｃ Ａｑｕｅｏｕｓ Ｆｅｒｒｏｕｓ Ｓｕｌｆａｔｅ ａｎｄ ０）ｐｐ盯Ｓｕｌｆａｔｅ船Ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ＡｃｉｄＭｉｎｅ Ｄｒ姆—［Ｊ】．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００１，３５（１８）：４４１０ ４４ｌ６． ［３］ｘｉ８ Ｓｈｉｂｌｎ，）【ｉａ Ｓｈｕｉｃｈｕｎ，压ｕ Ｃｈ丑Ｉｌｇ ｑｉｎ】ｇ．Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ３ 结论 （１）铁碳微电解法在ｐＨ＝３．０，铁碳比为ｌ：２， 反应时间为１２０ ｍｌｎ的条件下处理染料废水。色度 ｏｒｇＢｎｉｃ ｐ０Ｉｌ咖协ｆｏｍ２，ｒ２ ，５，５ 一ｔｅｔｒａｅｈｌｏ．￣ｉｄｉｎｅ（ＴＣＢ） ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｙ ｍｉｃｒｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｉｒ一 —Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａ１日ｆ ｌｉｌ豳ＩｄＩ她Ｆａｔｔｅｒ￣ｈ，２ＯＯ７，ｔ４４（１ ２）：１５９—１６３． （上接第５６页） 【５］李建萍。王存政，刘宝林。等．粉煤灰在废水处理中 的应用［Ｊ］．再生资ｊ｜ｆ研究。２ｏｏ４（３）：３６—３９． ［６］徐革联。张劲勇，邵景景，等．粉煤灰生物联合处理 ［９］徐睛．用粉煤灰处理印染度水［Ｊ］．环境保护科学。 ｌ９９ｌ９。２５（６）：５—７． ［１０】奚旦立，孙裕生，刘秀荚．环境监测（第三版）［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００４：５５２—５５３：５６２． 焦化废水的研究［Ｊ】．粉煤灰综合利用，：９９９（４）：５３—５４． ［７】阎存仙。周红。李世雄．粉煤灰对染料废水的脱色研 ［１ｌ】（日）立本英橇，（日）安部都夫，高尚愚译编．活性 炭的应用技术［Ｍ］．南京：东南大学出版社。２ＯＯ２：１３７—１６５． 究［Ｊ］．环境污染与防治，２Ｏ０Ｏ，２２（５）：３—５． 【８】陆海燕．粉煤灰对工生废水净化作用的研究【Ｊ］．天 津轻工业学院学报，１９９９（１）：６２—６５． ［１２】张希衡．水污染控翻工程（修订版）［Ｍ］．北京：冶 金工业出版社．１９９３：１９９—２０８． ・８ｌ・
