实验室有机废水的铁碳微电解预处理

**F% 因此可以推测!处理废水的过程中!曝气吹脱
只起到去 除 ,Of的 次 要 作 用! ,Of的 去 除 主 要 还
是靠铁碳微电解%
* (! (! # 曝 气 量 对 去 除 的 影 响
根据铁碳微电解原理!酸性溶液中!提供溶解氧!
B" " O* KP* O$ i!(** %!可 使 原 电 池 电 极 电 位 差 提 高 !(** %!有利于强化原电池反应!同时 R0* o在溶解氧
5/W W.11&'3:.&/ &6:&:5'R0^.:- :.90
在实验中!废水的 [P'"(<+PZ?i! - 条件下!
在 [Pl* 的酸性条件 下!铁 的 离 子 化 和 溶 出 占
;'3 90(/-#.4&/HM54V&/ 9.M4&H0'0M:4&'U1.1#'5V&45:&4U&4;5/.M^51:0^5:04#V.&W0;45W5V.'.:U
##高等理工农医类院校的实验室!在进行教学和 科研中!由于从 事 一 些 化 学 测 试+分 析 及 合 成 等 活 动!不可避免地会产生有机废水% 长期以来!一般实 验室多未设置这类废水的单独收集与处理系统" 用 过的有机溶剂等特殊废弃物除外$!基本上都是直 接排入下水道)!* % 实验 室 产 生 的 废 水 通 常 成 分 复 杂!毒性较 大!不 同 于 一 般 生 活 污 水)** % 这 些 实 验 废水未经处理直排城市下水道!既可能会对城市污 水处理厂的运行带来不利!也与国家环境保护的有 关要求不符)<* % 因此!开展实验室有机废水的处理 势在必行%
注(,Of" 为不添加铁碳填料!做空白曝气实验! 处理后废水的 ,Of浓度#,Of! 为铁碳填料 o曝气!
处理后的废水 ,Of浓度% 图 *#,Of" 与 ,Of! 的浓度变化 R.;(*#,-5/;0&6,Of" 5/W ,Of! M&/M0/:45:.&/
! (< (< # 分 析 方 法
由于实验室有机废水中含有一定可吹脱挥发性
<>I*
环境工程学报
第 !" 卷
法 )J* !&射线辐射法 )I* 以 及 超 声 波 辐 射 法 )!"* 等% 然预处理实验室高浓度有机废水的技术
和工艺具有现实意义%
近几年铁碳微电解法发展较快!在染料+焦化+
工业废水的处理 方 面 应 用 较 多 )!!H!<* ! 但 在 实 验 室 有
第 !" 卷#第 $ 期 *"!+ 年$ 月
环境工程学报
,-./0102&34/5'&67/8.4&/90/:5'7/;./004./;
%&'(! " ! )&($ 23'(* " ! +
实验室有机废水的铁碳微电解预处理
王慧超#袁林江!#玉#亚#徐会宁#王静怡
" 西安建筑科技大学环境与市政工程学院!西安 $!"">>$
!<" """ 9;&DE! !BOf> 为 + """ cI """ 9;& DE! ! BOf> K,Ofl"(!% < >D = 实 验 材 料
铁碳微电解柱填料采用专利材料)!+* !规整球形 直径为 != c!+ 99!堆密度 !(" c!(! ;&M9E< !孔隙 率 m+>F!比 表 面 积 & !(* 9* & ;E! ! 有 效 成 分 " 铁 碳$ 含量 mIIF% < >F = 实 验 方 法 ! (< (! # 静 态 实 验
摘#要#采用铁碳微电解法对实验室有机废水进行小型处理实验!研究该方法的废水净化特性!并优化进水 [P值+水 力停留时间" PZ?$ 和曝气量等主要运行工艺参数% 通过正交实验得到最佳处理条件 [P值为 >!水力 停 留 时 间 为 + -!曝 气 量为 !* D&- E! % 以实际最佳条件运行反 应 器!废 水 ,Of去 除 率 可 达 到 J>F!废 水 中 芳 香 族 化 合 物 等 难 降 解 物 质 得 到 降 解!BOf> K,Of由 "(! 提高到 "(= 以上!出水可生 化 性 大 幅 提 高% 研 究 表 明!铁 碳 微 电 解 法 适 于 处 理 实 验 室 难 降 解 有 机 废 水!估算处理成本约为 I(J= 元&9E< 废水%
验室有机废水 将 铁 碳 填 料 浸 泡 + -)!$* !使 其 达 到 吸
附饱和% 将 R0H,浸入一定体积的有机废水!取 反应
后上清液!过滤后测定废水 ,Of浓度!研 究 ,Of浓
度与水力停 留 时 间 " PZ?$ + 总 铁 离 子 浓 度+ [P 值+
曝气量+进水 ,Of浓度等之间的关系% 实验 结果 取
实验室有机废水的成分不是生活污水中的糖 类+蛋白质或者脂类那样的天然生物有机物!而多是 化学药剂" 酚+醇+醛+酮羧酸+芳香族化合物和杂环 化合物 等 $ ! 其 中 对 微 生 物 有 毒 的 物 质 往 往 较 多% 另外!由于教学科研实验内容的不确定性和间歇性! 实验室有机废水中有机物成份变化较大!且产生量 和产生的时间都具有一定的不定性和间断性% 因此 这类有机废水不宜 直 接 采 用 生 物 处 理)=* % 化 学 法 或者物理化学法处 理 不 失 为 一 个 好 的 策 略)>* % 目 前!用于有机废水处理的化学技术已有很多!如湿式 氧化 法 )+* ! 包 括 R0/:&/ 氧 化 法 )$* 和 催 化 臭 氧 氧 化
`A)NP3.M-5&#kQA)D./L.5/;! #kQk5#GQP3././;#`A)N2./;U.
" XM-&&'&67/8.4&/90/:5/W @3/.M.[5'7/;./004./;!G.1 5/ Q/.8041.:U&6A4M-.:0M:3405/W ?0M-/&'&;U!G.1 5/ $!"">> !,-./5$
基金项目国家水体污染控制与治理科技重大专项"*""I CG"$*!*H""*$ 收稿日期*"!> E"* E!<# 修订日期*"!> E"= E"+ 作者简介王慧超"!IJJ'$ !女!硕士研究生!研究方向(污水处理技术% 7H95.'(^-M"I!<b!+< (M&9 !通讯联系人!7H95.'(U35/a'./L.5/;b!+< (M&9
实验室收集的有机 废 水 进 行 小 型 处 理 研 究!旨 在 为 法" dBH*" 型 [P计!上 海$ #有 机 物 采 用 紫 外 可 见 分
实验室有机废水的处理奠定基础%
光光度计 " d04]./ 7'904D59W5I>"!美 国$ 和傅 里叶
<=材料与方法
< >< = 有 机 废 水 水 质
< 组平行实验平均值%
! (< (* # 动 态 实 验
动态处理反应器采用 !+" 99g<+" 99的铁 碳 微电解柱% 填料柱中 铁 碳 填 料 为 < ];!占 反 应 器 体 积" 高度$ 约为 = K>% 废水由底部泵入!上 部流 出!底 部曝 气# 进 水 [P 值 用 )5OP" > 9&'& DE! $ 进 行 调 节#进水流量和曝 气 量 分 别 由 蠕 动 泵 和 转 子 流 量 计 控制% 铁碳微电解实验装置见图 !%
,Of(消解 比 色 法 " fZB*"" 型 号 哈 希 消 解 仪! 物质!对有机废水进行单纯曝气% 由图 * 可知!反应
美国#Q%H*+"A型紫外分光光度计!日本 $ #[P(电极 <" 9./ 后! 有 机 废 水 ,Of浓 度 下 降 +F 左 右! 再 延
第$期
王慧超等(实验室有机废水的铁碳微电解预处理
机废水处理方面的应用较少)!=* % 现有研究表明!酸
性条件下!微电解 的 反 应 速 率 比 生 物 处 理 速 率 高 两 倍!并且微电极材 料 价 格 低 廉! 因 此! 投 资 运 行 费 用 较低)!>* % 本研究采用 铁 碳 微 电 解 法 对 西 安 某 高 校
图 !#铁碳微电解实验装置示意图 R.;(! # XM-095:.M&69.M&H0'0M:4&'U1.1405M:&4
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长时间!废水的 ,Of浓度也几乎不变% 在曝 气铁 碳 ,Of去除率随着铁离子的快速溶出而得到加强% 同
微电解处 理 中! 反 应 *=" 9./ 内! 废 水 ,Of浓 度 都 时!废水 [P值也由处理前的 "(< 提高到 !(J%
会随着 时 间 的 延 长 不 断 降 低! ,Of 去 除 率 可 达 到
变 换 红 外 光 谱 仪 " SZdZ7X?SN7H*! AS@JJ""! 日 本 $ 扫描#BOf> (O_.?&[ SX !* 自动 BOf 分析仪 " `?`! 德国$ #总 R0(电感耦合等离子体质谱仪%
实验用水取自某高校环境学院实验室% 有机废
水水质情况如下([P为 "(< c"(>!,Of为 >" """ c D =结果与讨论
条件下!发生氧化还原反应进一步降解有机物% 另 外!对废水进行曝气!可以加强废水中填料的扰动!使 填料之间产生摩擦!有利于去除铁碳填料表面沉积的 钝化膜和凝聚吸附在填料表面的悬浮物)!J* %
图 =#,Of降解和铁离子溶解的时间关系 R.;(=#Z0'5:.&/1-.[ &6W0;45W5:.&/ &6,Of
关键词#铁碳微电解#实验室有机废水#可生化性
中图分类号 G$"<j!#文献标识码 A#文章编号 !+$<HI!"J"*"!+$"$H<>I!H"+##!"# !"(!*"<" KL(ML00(*"!>"*!"=
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为消除铁碳填料吸附作用对实验的影响!用实
D><=静态实验对 ?"!的去除 由于原水 ,Of浓 度 过 高! 对 反 应 不 利! 采 用 稀
释 !" 倍的原水作为进水!曝气量为 !+ D&- E! !反应 *=" 9./!铁碳 微 电 解 处 理 有 机 废 水 的 出 水 ,Of浓 度由 !< """ 9;& DE! 降 到 !" """ 9;& DE! 左 右! ,Of去 除 率 可 以 达 到 **F! 如 图 * 所 示% 其 中 BOf> K,Of由最初的 "(! 提高到 "(= 以上% 这 表 明 铁碳微电解系统可以分解转化实验室有机废水中的 溶解性有机污染物%