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曝氣鐵炭徽電解預(yù)處理助劑廢水試驗研究

文檔作者：馬春梅I 黃利2 郭莉3 文檔來源： 1西北師范大學(xué) 2中鐵第一勘察設(shè)計院甘肅蘭州 3株洲南車時代電氣股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月31日
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曝氣鐵蕨徽電解顴處理助剩廢泳試驗研究
馬春梅I黃利2郭莉3
(1西北師范大學(xué)甘肅蘭州730070
2中鐵第一勘察設(shè)計院甘肅蘭州730000
3株洲南車時代電氣股份有限公司湖南株洲412001)
摘要以某助劑廠生產(chǎn)廢水為研究對象．采用曝氣微電解對舍復(fù)雜成份的助劑生產(chǎn)廢水進(jìn)行預(yù)處理．結(jié)果表明，曝氣微
電解最佳pH為3，最佳停留時間為90—120min，最佳鐵炭體積比1：l，曝氣條件下其COD去除率較普通微電解工藝至少提高
8％．去除率可以達(dá)到40％左右。對歷時一周運行進(jìn)行考察表明，曝氣微電解處理可以使得原水B／C值由低于O．15提高到0．3l
以上。曝氣微電解預(yù)處理助劑廢水是可行的。
關(guān)鍵詞助劑廢水曝氣微電解鐵炭微電解
中圖分類號：X703．5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—9064(2011)05—086—3
某助劑廠有機(jī)廢水來自4個車間，分別為化一、化二、化
三和中試車間。由于品種較多、T藝復(fù)雜、切換頻繁，廢水中
有機(jī)污染物質(zhì)含量高且復(fù)雜，易溶于水．具有強(qiáng)烈的刺激性
氣味，并帶有顏色。對動植物和人體健康的危害較大。生產(chǎn)廢
水．每日排放量約300—400ms．化學(xué)耗氧量COD為500～
10000mg·L-I．平均COD為5000mg·L-1左右，BODs／COD比值
在0．15以下。廢水介質(zhì)中有生產(chǎn)全過程中的各種原輔材料、
中間體、產(chǎn)成品及衍生物．如過氧化氫、過氧化鈉、叔丁醇、叔
丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化氫、環(huán)已酮、芳烴、蒽醌、苯、
萘、甲醛、胺、鈉鹽、有機(jī)酸類及其鹽、各類有機(jī)過氧化物及中
間體和衍生物．此外還有無機(jī)鹽、酸堿等物質(zhì)。
微電解技術(shù)是一種20世紀(jì)70年代就開始進(jìn)行研究并
已經(jīng)得到一些應(yīng)用的廢水處理方法．是廢水處理中一種重要
的預(yù)處理方法。微電解技術(shù)應(yīng)用范圍廣．使用壽命長，成本低
廉且操作維護(hù)方便．使用的鐵屑來自于工業(yè)垃圾．具有“以廢
治廢”的意義。微電解在處理印染廢水、化工廢水、制藥廢水
等¨】中多是作為預(yù)處理單元來提高廢水的可生化性．以求
達(dá)到減輕后續(xù)生物處理負(fù)荷的目的。
l試驗內(nèi)容與方法
1．1廢水水質(zhì)
試驗用水為某助劑廠生產(chǎn)廢水．該公司專業(yè)生產(chǎn)化_[助
劑．廢水介質(zhì)中有生產(chǎn)全過程中的各種原輔材料、中間體、產(chǎn)
成品及衍生物．BOD5／COD<0．15，可生化性很差。其水質(zhì)指標(biāo)
見表1。
表1試驗用水水質(zhì)
為達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)．對該廢水的處理工藝最
終采用的是生化法，因此為了提高可生化性，需要先進(jìn)行預(yù)
處理。
1．2測定指標(biāo)與方法
COD：重鉻酸鉀法；BOD5：稀釋接種法；pH：HACHpH計；
濁度：濁度儀。
1．3實驗裝置
裝置如圖1．
曝氣微電解反應(yīng)
器為UPVC材質(zhì)．高
3000mm．內(nèi)徑320mm。
底部設(shè)置環(huán)狀穿孔曝
氣管和穿孑L布水管．裝
微
電
解
反
府
器
圖1實驗裝置
填200mm石英砂：石英砂上鐵炭填料裝填高度2500mm。裝
填不同鐵炭比的填料后經(jīng)實測有效反應(yīng)容積約為50L。試驗
運行時氣水比l：1。原水調(diào)節(jié)pH值后由循環(huán)泵打入微電解
反應(yīng)器，流量由流量計控制．對其出水進(jìn)行加堿沉淀處理。曝
氣由氣體流量計控制．微電解反應(yīng)器為升流式反應(yīng)器。
2結(jié)果與討論
2．1 影響預(yù)處理效果的因素
據(jù)研究，pH值、反應(yīng)時間、鐵炭比是鐵炭微電解反應(yīng)的
影響岡素。而在有O：時E0(0州20)=1．23V，所以曝氣也是影
響鐵炭微電解反應(yīng)速率的因素之一。
2．1．1 DH對COD去除的影響
試驗進(jìn)水COD為5063mg·L～．由流量計控制進(jìn)水流量
使反應(yīng)器內(nèi)水力停留時間120min．填料鐵炭比為l：l。曝氣
情況下由H2sO。和NaOH調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH值分別為1、2、3、
4、5、6、7，取各個pH值運行狀況下沉淀池上清液出水測定
COD，得出pH值對COD去除率的影響如圖2。
從圖2中可見。進(jìn)水pH>5時，COD去除率<30％，而且
隨著pH的升高逐漸降低：pH<5時，COD去除率>30％。分析
其原因認(rèn)為鐵炭微電解降解有機(jī)物主要是產(chǎn)生的新生態(tài)的
作者簡介：馬春梅(1974～)。2008年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院．荻環(huán)境工程專業(yè)碩士學(xué)位，現(xiàn)在西北師范大學(xué)任職，助理工程師。
2011．No．5． o
萬方數(shù)據(jù)
60
50
40
，o喜
盤
20稍
10
0
圖2 pH值對COD去除效果的影響
fH]、Fe2+等均能與廢
水中許多組分發(fā)生氧
化還原反應(yīng)．在有氧
條件下．酸性愈大，反
應(yīng)的驅(qū)動力愈大．所
以，廢水的pH值越
低．越有利于原電池
反應(yīng)的發(fā)生．處理效
果越好。但DH值由3
調(diào)到1時，COD的去除率增幅不是很大，另外pH值過低會
增大調(diào)節(jié)廢水所需的酸．而且酸性太強(qiáng)會大大增加鐵屑的消
耗。因此．出于去除效率、加酸量和鐵屑的使用量的綜合考
慮．為了取得較好的處理效果．在正常運行過程中調(diào)pH=3。
2．1．2水力停留時間對COD去除的影響
試驗進(jìn)水COD為5063mg·L-l，pH值為3，填料鐵炭比為
l：1．曝氣情況下．由流量計控制進(jìn)水流量分別調(diào)節(jié)反應(yīng)器水
力時間為30、60：90、120、150min，取各個水力停留時間下沉
淀池出水上清液測定COD．得出水力停留時間對COD去除
率的影響見圖3。
逆
爵
趣州
從圖3中可見：
水力停留時間對COD
的去除率和出水DH
有很大的關(guān)聯(lián)．反應(yīng)
時間越長．出水pH越
高．反應(yīng)越充分．COD
去除率越高。水力停
4045
遷：
姜25
躲
1；
O
0 30 60 90 120
反應(yīng)對廚晌
圖4不同鐵炭比對COD去除效果的影響
力時間為30、60、90、
120min．取沉淀池上
清液測定COD．得出
在不同鐵炭比的條件
下各個水力停留時間
對COD去除率的影響
見圖4。
從圖4中可見不
同鐵炭比對廢水的
COD去除效率有所I不同。隨著鐵的量的增加，COD去除率逐
漸降低．在鐵炭比為1：1時，去除率高于其他鐵炭比，在反應(yīng)
器內(nèi)廢水中形成的微電池的數(shù)量隨著炭的量的增加而增多。
所以提高了廢水的處理效果。另外，炭量的增加可以增加填
料的空隙率．便于曝氣時氣泡的通過，從而減輕了填料的板
結(jié)程度。綜合考慮．采用鐵炭體積比為1：1配制填料。
2．1．4曝氣對COD去除的影響
為了研究曝氣對微電解反應(yīng)的影響．在試驗過程中進(jìn)行
了曝氣與不曝氣的對比試驗．在鐵炭體積比l：1。進(jìn)水初始
COD為4980mg．L一，進(jìn)水pH值為3，水力停留時間為
120min時．考察了一周運行曝氣微電解與普通微電解出水
的B／C值。曝氣微電
解反應(yīng)器與普通微電
解反應(yīng)器對COD處
理的效果比較見圖5。
為期一周的對比
實驗表明當(dāng)進(jìn)水COD
值變化較大時．普通
鐵炭微電解去除率變
化幅度不大．COD去
f
葛邑
譽
姜
餐
圖5曝氣對COD去除效果的影響
除率在30％以下。曝氣微電解COD去除率維持在38％以上，
在38％。44％之問浮動．曝氣微電解反應(yīng)器曝氣不均勻?qū)е?
去除率浮動較大。當(dāng)微電解反應(yīng)中有O：時可以提高電位差
從而加快原電池反應(yīng)：氣泡的上升沖力帶動填料活動可以摩
擦鐵屑表面從而消除鐵屑表面形成的惰性層，加快電子的傳
遞速度，提高微電解的處理能力[5】。另外氣泡上升還可以帶
出Fe“、Fe“和細(xì)小的鐵屑，防止細(xì)鐵屑在反應(yīng)器內(nèi)沉積導(dǎo)致
板結(jié)。
2．2曝氣微電解對廢水可生化性的影響
為了研究曝氣微電解處理對后續(xù)處理的影響．為便于后
期進(jìn)行生化處理．在鐵炭體積比1：l，進(jìn)水初始COD為
4980mg．L～，進(jìn)水B／C<0．15，水力停留時間為120rain時，考
2011．No．5．
察了一周運行曝氣微，。
電解對COD處理的效：：
果和廢水的可生化性。3．5
影響見圖6。墓25
從圖6中可以明§芝
顯的看到，曝氣微電1：
解對原水水質(zhì)有很大。
的提高．曝氣微電解
最大可以將B，C從圖6曝氣微電解對廢水可生化性的影響
0．15以下提高到0．31以上。據(jù)洪飛宇[5]等人研究結(jié)果表明二
級曝氣微電解反應(yīng)器串聯(lián)后處理廢水的COD去除率有二次
躍遷曲線．二級微電解出水B／C值較一級微電解出水還可以
得到提高．岡此．該助劑廢水經(jīng)過曝氣微電解處理后，對其出
水進(jìn)行二次微電解處理。得出出水的B／C值為0．4，這對于后
續(xù)的處理是非常有利的。
3結(jié)論
(1)DH值、水力停留時間、鐵炭比和曝氣是鐵炭微電解
處理助劑廢水的影響因素。曝氣微電解最佳pH值為3，最佳
水力停留時間為90。120min。最佳鐵炭體積比為l：1，在曝氣
(下轉(zhuǎn)第91頁)
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萬方數(shù)據(jù)
煤和劣質(zhì)煤以及石油焦等劣質(zhì)資源．提高我國煤炭資源的回
采率與資源利用率。新型煤化工將極大提高煤炭、水等多種
資源利用率．大幅度減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、塵、
渣等污染物．回收大量資源。
2．2國家制定相關(guān)政策．引導(dǎo)煤炭合理利用
我國煤炭儲量相對較為豐富．但品質(zhì)差異較大，部分品
種短缺．如焦煤等；為了合理高效利用，國家應(yīng)該根據(jù)熱值、
灰分、含硫量、危害元素含量(如汞和砷)等多種指標(biāo)，科學(xué)區(qū)
分各種煤炭的使用范圍(包括行業(yè)與地區(qū))，規(guī)范煤炭資源管
理．指導(dǎo)煤炭的開采、使用與運輸；由于焦煤短缺，國家應(yīng)該
禁止焦煤和焦炭出口：汞和砷等危害元素含量較高的煤炭、
高硫煤、褐煤(效能低、產(chǎn)污量大)和石油焦等，應(yīng)禁止用作動
力燃料：交通運輸部門應(yīng)依據(jù)相關(guān)政策與要求．以“運距最
短、作業(yè)次數(shù)最少”為原則，進(jìn)行合理調(diào)度，最大化有效利用
運能：應(yīng)結(jié)合區(qū)域供熱規(guī)劃和新農(nóng)村建設(shè)，采用新型煤氣化
技術(shù)對燃煤鍋爐(包括供熱)進(jìn)行優(yōu)化改造。從政策層面，鼓
勵先進(jìn)煤化工企業(yè)發(fā)展走循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線．借助市場價格杠
桿．促進(jìn)現(xiàn)有煤化工企業(yè)淘汰和優(yōu)化整合．協(xié)調(diào)煤化工行業(yè)
健康發(fā)展。
2．3因地制宜發(fā)展煤炭工業(yè)
綜合考慮水資源、市場、運輸、生態(tài)環(huán)境、酸雨、溫室氣
體、汞污染以及固體廢物等多要素，結(jié)合二氧化碳的處置成
本。對煤炭開采與利用進(jìn)行多方案或多種模式的戰(zhàn)略環(huán)評。
在富煤富水區(qū)域．建設(shè)坑口煤化工基地，延長煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，
盡可能延伸到市場終端產(chǎn)品．減輕化學(xué)品運輸壓力和環(huán)境風(fēng)
險；水資源不支持的富煤區(qū)域，明確不宜發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)；還
可以進(jìn)行輸煤、輸電、引水、輸氣(包括基礎(chǔ)化學(xué)品)等多方案
比選，從而起到環(huán)保優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實際效果。
3結(jié)束語
煤化工作為一個正在興起的產(chǎn)業(yè)．已經(jīng)顯示出巨大的發(fā)
展?jié)摿ΑＴ诘吞冀?jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用，它將會在
今后開啟高碳到低碳的綠色通道：積極推進(jìn)我國煤炭資源綜
合利用的發(fā)展，真正達(dá)到提高資源利用率的目的?？傊５吞?
經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的碳排放量、生態(tài)環(huán)境代價及社會經(jīng)濟(jì)成本
最低的經(jīng)濟(jì)．是一種能夠改善地球生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的
可持續(xù)性很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)。低碳經(jīng)濟(jì)絕對不是一個簡單的提法．
而是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的必然選擇。
參考文獻(xiàn)
1 李黎君．助推低碳經(jīng)濟(jì)開啟“綠”色通道——煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
看好．山西煤炭．2010(4)
2楊永仁．積極推進(jìn)我國煤炭資源綜合利用的發(fā)展．煤炭加工與綜合
利用，2005(4)
(上接第87頁)
的情況下COD去除率可達(dá)到40％左右。與環(huán)保，2009，35(2)
(2)曝氣微電解反應(yīng)工藝比普通鐵炭微電解工藝的處理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)曝氣微電解對原水可生化性有很大的提高，可以將
Valen‘imn·w恥e。R8““h，2003，37
B，C反o．15以下提高到"J nU．1J1I rⅢA一卜O
3 1專要，孫立平，王妍-混凝一微電解預(yù)處理雛生素B1生產(chǎn)廢水·工
(4)曝氣微電解預(yù)處理助劑廢水是可行的。4未薹竺：囂I翟等．微電解_№聯(lián)合工藝處理硝基苯廢
水效能研究．水處理技術(shù)，2009，35(1)
參考文獻(xiàn)5洪飛宇．李德生，韓丹，等．曝氣，鐵炭微電解預(yù)處理制膜廢水試驗研
1 王延峰，李亞峰．微電解一H202處理印染廢水的實驗研究．工業(yè)安全究．工業(yè)水處理，2009，29(4)
云南沼氣利用造福1 000萬農(nóng)民
截至2010 g-g,,．云南省農(nóng)村戶用沼氣建池保有量累計南省有自主知識產(chǎn)權(quán)的戶用沼氣池在盧旺達(dá)、突尼斯、孟加
達(dá)到247萬戶．已有1000萬農(nóng)民用上沼氣，相當(dāng)于節(jié)省了薪拉、阿塞拜疆、巴基斯坦、尼泊爾等亞非數(shù)十個發(fā)展中國家得
柴月256萬噸。成為全國沼氣發(fā)展的重要省份之一。而且云到了推廣應(yīng)用。
—¨¨．—H帥+‘¨“-‘—Ⅶ．，一¨¨lt‘，·’岫¨一11tI．‘—怕．，_“Ⅶ¨一。‰．，”¨¨．‘，“帥．，，‘Ⅶ¨一lllI．‘_“‰，“¨¨·_呻¨¨一¨¨．__·’¨¨¨一1111∥_¨‰一lllI"“Ⅶ·‘·?？?#183;‘，“l(fā)¨一11111·，’’q¨”瑚¨．—州¨●¨一一Ⅶ”_。H¨¨一‘‰·一¨¨H-‘”‰·一。lIl|．?！?#168;¨··，”岫p’“Ⅶ¨一¨¨¨。1％· ih,=,,lll
墨西哥從中國進(jìn)口節(jié)能燈
墨西哥政府近日宣布，從2011年8月1日起，將在全國
范圍內(nèi)實施照明節(jié)能計劃。而今年內(nèi)所需的2290萬只節(jié)能
燈也將從中國進(jìn)口。原因是中國生產(chǎn)的節(jié)能燈得到國際認(rèn)
證．中國有能力在短時間內(nèi)供應(yīng)而且節(jié)能燈價格很有競爭
力，質(zhì)量好。·
“Ⅶ-‘，‘帥。1¨¨．PHllll-‘_‘¨h-‘一‘¨--一。‰·一Ull··_“‰．-H●I__一1tll_．一一‰．一“‰．，州‰一tllI¨一tllIp一‘。¨"_·，”¨¨-·_1111·一‘‰·r吶¨—岫¨一I¨¨·，1lilt·d”IIIit-．“‰·-“¨¨¨一1111¨一．‰·一“‰·-一ltlt‘，”¨h·，“‰·‰IIIi。”‘lib·?！IIi·_。¨¨¨一H“¨—‰-·一HIh·—帥·-一帥·‘“”¨．—“¨Ih·一Ⅶ-‘一¨¨
潘基文呼吁世界各國行動起來應(yīng)對氣候變化
聯(lián)合國秘書長潘基文9月6日在新西蘭最大城市奧克
蘭呼吁國際社會積極行動起來．共同應(yīng)對氣候變化帶來的挑
201’．No．5．
戰(zhàn)。他說，太平洋島國地區(qū)處于應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的最前沿，
一些小島國正面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

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