Fenton_生物接触氧化处理综合电镀废水
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章采用 Fenton 氧化技术与生物接触氧化技术组合的方法处理电镀 综合废水，达到了较好的效果。
1 废水水质
废水直接来源于电镀车间，废水主要是车间冲洗废水，废水 水质复杂，含有氰化物、重金属污染物和有机污染物等。废水水 质参数见表 1。
废水名称 车间冲洗废水
水量 /(m3·d-1)
100
pH 2.5~4
2011 年 第 7 期 第 38 卷 总第 219 期
广东化工 www.gdchem.com
· 115 ·
COD去除率/%
Fenton 氧化池由 pH 调节池和反应池两池合建而成，首先在 pH 调节池中通过在线 pH 仪表控制硫酸加药计量泵调节氧化池内 pH 为 2.5~3 之间，氧化池内 HRT=1.5 h。 3.3 好氧生物接触氧化池
3 主要反应单元设计
3.1 调节池 调节池内设穿孔曝气管，以防止悬浮物沉淀。调节池 HRT 为
12 h。调节池设置液位控制器控制废水提升泵的开启。 3.2 Fenton 氧化池
[收稿日期] 2011-04-15 [作者简介] 王刚(1983-)，男，湖南长沙人，学士，助理工程师，主要从事水处理工程设计。
传统的电镀废水处理方法有化学沉淀法、离子交换法、电解 法、化学氧化法和反渗透等。化学沉淀法技术成熟、工艺简单， 但药剂费用高、含重金属离子污泥造成二次污染，处理不彻底； 离子交换法出水的水质好、设备较简单及操作易于控制，但树脂 易饱和或中毒及成本高；化学氧化法反应效率高、处理效果好，
设备相对简单，但药剂成本高；反渗透能耗较低、效率高及操作 管理简单，但对预处理要求严格及密封性高。
4 结果与讨论
4.1 Fenton 处理效果 Fe2+与 H2O2 的浓度存在一个最佳配比，当 H2O2 浓度一定而
Fe2+浓度超过最佳配比值时，Fe2+会抑制反应进行，这是因为 Fe2+ 浓度的升高虽然能促进烃基自由基生成，但也会与其反应，造成 烃基自由基的复合儿率增大，使之不能有效地与有机物反应。由 于 Fenton 试剂法在酸性条件下均能保证较好的除污效果，结合文 献资料，原水 pH 宜控制在 2.5~3.5。反应时间为 60 min，然后调 节 pH 沉淀后，测定 COD。在原水 pH 为 2.5~3.5，COD 为 300 mg/L 左右、反应时间为 60 min 的条件下，考察了 H2O2(30 %)的投量对 Fenton 试剂法处理效果的影响，结果见图 2。
由基，它可以将废水中的 CN-氧化成 CO2 和 N2，同时·OH 自由基 将其中存在的有机物的碳碳双键进行加成，促使双键分裂，改变
其分子结构，将其讲解为 CO2 和 H2O，从而降低废水中的 COD 浓度。
废水经 Fenton 氧化预处理后进行混凝沉淀处理，调节 pH 在 9.5~10.5 范围内并加入 PAC、PAM 进行混凝沉淀，可将大量的 Cu2+、Ni2+和剩余的铁离子等金属离子以氢氧化物的形式沉淀而得 到去除。
废水中重金属离子和氰化物的毒性，导致单一生物法处理不 能达标排放，而单一的物理法或化学法成本高且又无法实现达标 排放的要求(尤其是 COD 指标)，因此本工艺采用采用物化法作为 预处理工艺，再与生物法联合处理废水。废水经物化预处理既减 少了进入生化系统的重金属离子浓度及氰化物浓度，又可提高废 水的可生化性。好氧生物接触氧化生化系统进一步降解 COD 至 排放要求。
CN-浓度/( mg·L-1)
进水CN-浓度
9 8
出水CN-浓度
7
6
5
4
3
2
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 运行时间/d
图 3 芬顿试剂法对氰化物去除效果
Fig.3 Fenton reagent for cyanide removal
Fig.4
COD浓度/( mg·L-1)
500
100
method
随着 H2O2 投加投加量增加 COD 的去除效率大大提高，当其 投加量>250 mg/L 时，对 COD 去除率的提高甚微，此时的 n(Fe2+)∶ n(H2O2)约为 1∶1.7。故试验过程中 Fenton 试剂反应器内 H2O2 的 投量宜为 250 mg/L，去除率趋于稳定(约 50 %)。 采用 Fenton 试剂强化处理废水调节 pH 沉淀后，可大大提高处理 效果，对原水 COD 的去除率可达到 70 %，出水氰化物浓度在 1.5 mg/L 以下(见图 3)，同时出水 B/C 值也提高到 0.4 以上，为该废 水的进一步处理创造了有利条件。 4.2 接触氧化处理效果
· 114 ·
广东化工 www.gdchem.com
2011 年 第 7 期 第 38 卷 总第 219 期
Fenton-生物接触氧化处理综合电镀废水
王刚 1，谢超 2
(1． 湖南永清水务有限公司，湖南 长沙 410005；2．湖南有色金属研究院环保所，湖南 长沙 410015)
[摘 要]电镀综合废水由于水量大、水质复杂导致处理难度大、处理成本高的困难。在分析废水水质特点和传统处理工艺的基础上，采用
80
70 n( Fe2+) =100 mg/L
60
50
40
30
20
10
0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 H O 投加量
22
图 2 H2O2 投加量对芬顿试剂法处理效果的影响 Fig.2 Effect of H2O2 content to removal efficiency of Fenton
400
进水COD浓度 %出水COD浓度
来自百度文库
COD去除率
90 80
70
COD去除率/%
300
60
50
200
40
30
100
20
10
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
驯化时间/d
图 4 生物接触氧化处理前后 COD 变化
COD changes before and after Biological contact oxidation
一级标准。
[关键词]Fenton；生化处理；电镀；冲洗废水
[中图分类号]X703.1
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2011)07-0114-02
Treatment of Electroplating Plant Wastewater by Fenton reagent and Biological Contact Oxidation Process
表 1 废水水质
Tab.1 Wastewater quality
Cu2+
Ni2+
CN-
/(mg·L-1) /(mg·L-1) /(mg·L-1)
<60
<20
<10
Cr6+ /(mg·L-1)
<2
COD /(mg·L-1)
<500
电导率 /(ūs·cm-2)
7000~1000
2 废水处理工艺及工艺说明
pH=9.5-10
pH=6-9
图 1 工艺流程
Fig.1 Process workflow
二沉池
出水
废水首先采用 Fenton 高级氧化法进行预处理，H2O2 在碱性条 件下不稳定，容易分解，而在酸性条件下是稳定的，几乎不分解。
当有 Fe2+存在时，则发生以下化学反应： Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH H2O2 在 Fe2+的催化作用下能生成具有很强氧化能力的·OH 自
Wang Gang1, Xie Chao2 (1. Hunan Yonker Water Co., Ltd., Changsha 410005；2. Hunan Research Institute of Nonferrous Metals, Changsha 410015, China)
Abstract: Wastewater from the Electroplating Plant was a kind of wastewater difficult to be treated and the treatment costs is expensive. A large amount of
结合传统废水处理方法的优缺点和电镀综合车间冲洗废水的 有机物浓度高、重金属离子含量高、电导率高和含有毒物质等的 水质特点，本废水处理工艺如图 1 所示。采用 Fenton 氧化+BAF 法联合工艺对电镀综合废水进行处理。
稀硫酸
PAC PAM
碱
稀硫酸
进水
调节池
Fenton
混凝沉淀
生物接触氧化
pH=2.5-3.5
wastewater was discharged in the Electroplating Plant. Components of wastewater are complicated with many kinds of pollutants existing in the wastewater.
Applying results in engineering showed that the treatment process not only had significant and highly efficient removal performance, but the treated wastewater was better than the A criterion of standard of “discharge limits of water pollutants” in Guangdong Province (DB44/26-2001), COD≤80 mg/L,Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L，Cr6+≤0.4，CN-≤0.4 mg/L in the effluent water.
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生 物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充 氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料
陷。在处理过程中，液相中溶解的有机物和氧进入生物膜，生物
膜上的微生物对这些有机物分解，并不断新陈代谢，从而达到连
续处理废水的目的。
本项目取某城镇污水处理厂浓缩池污泥装入生物接触氧化
Keywords: Fenton reagent；biological contact oxidation process；electroplate；clean wastewater
电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防 护及获取某些新性能的一种工艺过程。废水含有 Cr6+和 Cu2+等重 金属离子，且含有氰化物，废水可生化性小，处理难度较大，文
Fenton –生物接触氧化工艺对电镀综合废水进行处理，运行结果表明，该联合工艺对污染物具有显著和高效的去除效果，出水 COD≤80 mg/L， Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L，Cr6+≤0.4，氰化物≤0.4 mg/L，各项水质指标均优于《广东省水污染物排放限制》(DB44/26-2001)第二时段的
好氧生物接触氧化池分为 2 格，设计 HRT 为 8 h，填料 BOD 负荷取 0.8 kgBOD5/(m3·d)，填料层高度为 2.7 m，曝气气水比为 20∶1。在好氧条件下，附着在填料表面的微生物较好的消耗、分 解废水中大部分的有机物。 3.4 自动控制
废水处理系统电气控制采用控制值班室主电控柜、现场控制 箱、上位计算机人机界面监控等三地控制方式，通过上位计算机 可视化人机界面及相关控制程序对整个废水处理系统工艺流程进 行自动化监控和管理，实现整个废水处理站的自动化运行。
池，同时加入预处理后出水闷曝。在闷曝过程中，每隔 12 h 更换 上清液一次(更换量为全池容积的 30 %)，弃去上清液，补充废水， 继续曝气。从第 5 天开始间歇进水，并逐步提高进水流量。8 d 后在软性填料上开始挂有微生物菌胶团和大量游离细菌，继而改
间歇进水为连续进水，15 d 后出水清澈，生物膜变厚，说明驯化 完成，挂膜成功。稳定运行结果如图 4 所示，COD 下降到 80 mg/L 以下，去除率己稳定在 70 %以上，出水达标排放。
Combined with water quality and traditional treatment method. Fenton reagent and Biological Contact Oxidation Process had been used to treat the wastewater.
1 废水水质
废水直接来源于电镀车间，废水主要是车间冲洗废水，废水 水质复杂，含有氰化物、重金属污染物和有机污染物等。废水水 质参数见表 1。
废水名称 车间冲洗废水
水量 /(m3·d-1)
100
pH 2.5~4
2011 年 第 7 期 第 38 卷 总第 219 期
广东化工 www.gdchem.com
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COD去除率/%
Fenton 氧化池由 pH 调节池和反应池两池合建而成，首先在 pH 调节池中通过在线 pH 仪表控制硫酸加药计量泵调节氧化池内 pH 为 2.5~3 之间，氧化池内 HRT=1.5 h。 3.3 好氧生物接触氧化池
3 主要反应单元设计
3.1 调节池 调节池内设穿孔曝气管，以防止悬浮物沉淀。调节池 HRT 为
12 h。调节池设置液位控制器控制废水提升泵的开启。 3.2 Fenton 氧化池
[收稿日期] 2011-04-15 [作者简介] 王刚(1983-)，男，湖南长沙人，学士，助理工程师，主要从事水处理工程设计。
传统的电镀废水处理方法有化学沉淀法、离子交换法、电解 法、化学氧化法和反渗透等。化学沉淀法技术成熟、工艺简单， 但药剂费用高、含重金属离子污泥造成二次污染，处理不彻底； 离子交换法出水的水质好、设备较简单及操作易于控制，但树脂 易饱和或中毒及成本高；化学氧化法反应效率高、处理效果好，
设备相对简单，但药剂成本高；反渗透能耗较低、效率高及操作 管理简单，但对预处理要求严格及密封性高。
4 结果与讨论
4.1 Fenton 处理效果 Fe2+与 H2O2 的浓度存在一个最佳配比，当 H2O2 浓度一定而
Fe2+浓度超过最佳配比值时，Fe2+会抑制反应进行，这是因为 Fe2+ 浓度的升高虽然能促进烃基自由基生成，但也会与其反应，造成 烃基自由基的复合儿率增大，使之不能有效地与有机物反应。由 于 Fenton 试剂法在酸性条件下均能保证较好的除污效果，结合文 献资料，原水 pH 宜控制在 2.5~3.5。反应时间为 60 min，然后调 节 pH 沉淀后，测定 COD。在原水 pH 为 2.5~3.5，COD 为 300 mg/L 左右、反应时间为 60 min 的条件下，考察了 H2O2(30 %)的投量对 Fenton 试剂法处理效果的影响，结果见图 2。
由基，它可以将废水中的 CN-氧化成 CO2 和 N2，同时·OH 自由基 将其中存在的有机物的碳碳双键进行加成，促使双键分裂，改变
其分子结构，将其讲解为 CO2 和 H2O，从而降低废水中的 COD 浓度。
废水经 Fenton 氧化预处理后进行混凝沉淀处理，调节 pH 在 9.5~10.5 范围内并加入 PAC、PAM 进行混凝沉淀，可将大量的 Cu2+、Ni2+和剩余的铁离子等金属离子以氢氧化物的形式沉淀而得 到去除。
废水中重金属离子和氰化物的毒性，导致单一生物法处理不 能达标排放，而单一的物理法或化学法成本高且又无法实现达标 排放的要求(尤其是 COD 指标)，因此本工艺采用采用物化法作为 预处理工艺，再与生物法联合处理废水。废水经物化预处理既减 少了进入生化系统的重金属离子浓度及氰化物浓度，又可提高废 水的可生化性。好氧生物接触氧化生化系统进一步降解 COD 至 排放要求。
CN-浓度/( mg·L-1)
进水CN-浓度
9 8
出水CN-浓度
7
6
5
4
3
2
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 运行时间/d
图 3 芬顿试剂法对氰化物去除效果
Fig.3 Fenton reagent for cyanide removal
Fig.4
COD浓度/( mg·L-1)
500
100
method
随着 H2O2 投加投加量增加 COD 的去除效率大大提高，当其 投加量>250 mg/L 时，对 COD 去除率的提高甚微，此时的 n(Fe2+)∶ n(H2O2)约为 1∶1.7。故试验过程中 Fenton 试剂反应器内 H2O2 的 投量宜为 250 mg/L，去除率趋于稳定(约 50 %)。 采用 Fenton 试剂强化处理废水调节 pH 沉淀后，可大大提高处理 效果，对原水 COD 的去除率可达到 70 %，出水氰化物浓度在 1.5 mg/L 以下(见图 3)，同时出水 B/C 值也提高到 0.4 以上，为该废 水的进一步处理创造了有利条件。 4.2 接触氧化处理效果
· 114 ·
广东化工 www.gdchem.com
2011 年 第 7 期 第 38 卷 总第 219 期
Fenton-生物接触氧化处理综合电镀废水
王刚 1，谢超 2
(1． 湖南永清水务有限公司，湖南 长沙 410005；2．湖南有色金属研究院环保所，湖南 长沙 410015)
[摘 要]电镀综合废水由于水量大、水质复杂导致处理难度大、处理成本高的困难。在分析废水水质特点和传统处理工艺的基础上，采用
80
70 n( Fe2+) =100 mg/L
60
50
40
30
20
10
0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 H O 投加量
22
图 2 H2O2 投加量对芬顿试剂法处理效果的影响 Fig.2 Effect of H2O2 content to removal efficiency of Fenton
400
进水COD浓度 %出水COD浓度
来自百度文库
COD去除率
90 80
70
COD去除率/%
300
60
50
200
40
30
100
20
10
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
驯化时间/d
图 4 生物接触氧化处理前后 COD 变化
COD changes before and after Biological contact oxidation
一级标准。
[关键词]Fenton；生化处理；电镀；冲洗废水
[中图分类号]X703.1
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2011)07-0114-02
Treatment of Electroplating Plant Wastewater by Fenton reagent and Biological Contact Oxidation Process
表 1 废水水质
Tab.1 Wastewater quality
Cu2+
Ni2+
CN-
/(mg·L-1) /(mg·L-1) /(mg·L-1)
<60
<20
<10
Cr6+ /(mg·L-1)
<2
COD /(mg·L-1)
<500
电导率 /(ūs·cm-2)
7000~1000
2 废水处理工艺及工艺说明
pH=9.5-10
pH=6-9
图 1 工艺流程
Fig.1 Process workflow
二沉池
出水
废水首先采用 Fenton 高级氧化法进行预处理，H2O2 在碱性条 件下不稳定，容易分解，而在酸性条件下是稳定的，几乎不分解。
当有 Fe2+存在时，则发生以下化学反应： Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH H2O2 在 Fe2+的催化作用下能生成具有很强氧化能力的·OH 自
Wang Gang1, Xie Chao2 (1. Hunan Yonker Water Co., Ltd., Changsha 410005；2. Hunan Research Institute of Nonferrous Metals, Changsha 410015, China)
Abstract: Wastewater from the Electroplating Plant was a kind of wastewater difficult to be treated and the treatment costs is expensive. A large amount of
结合传统废水处理方法的优缺点和电镀综合车间冲洗废水的 有机物浓度高、重金属离子含量高、电导率高和含有毒物质等的 水质特点，本废水处理工艺如图 1 所示。采用 Fenton 氧化+BAF 法联合工艺对电镀综合废水进行处理。
稀硫酸
PAC PAM
碱
稀硫酸
进水
调节池
Fenton
混凝沉淀
生物接触氧化
pH=2.5-3.5
wastewater was discharged in the Electroplating Plant. Components of wastewater are complicated with many kinds of pollutants existing in the wastewater.
Applying results in engineering showed that the treatment process not only had significant and highly efficient removal performance, but the treated wastewater was better than the A criterion of standard of “discharge limits of water pollutants” in Guangdong Province (DB44/26-2001), COD≤80 mg/L,Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L，Cr6+≤0.4，CN-≤0.4 mg/L in the effluent water.
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生 物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充 氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料
陷。在处理过程中，液相中溶解的有机物和氧进入生物膜，生物
膜上的微生物对这些有机物分解，并不断新陈代谢，从而达到连
续处理废水的目的。
本项目取某城镇污水处理厂浓缩池污泥装入生物接触氧化
Keywords: Fenton reagent；biological contact oxidation process；electroplate；clean wastewater
电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防 护及获取某些新性能的一种工艺过程。废水含有 Cr6+和 Cu2+等重 金属离子，且含有氰化物，废水可生化性小，处理难度较大，文
Fenton –生物接触氧化工艺对电镀综合废水进行处理，运行结果表明，该联合工艺对污染物具有显著和高效的去除效果，出水 COD≤80 mg/L， Cu2+≤0.5 mg/L，Ni2+≤0.5 mg/L，Cr6+≤0.4，氰化物≤0.4 mg/L，各项水质指标均优于《广东省水污染物排放限制》(DB44/26-2001)第二时段的
好氧生物接触氧化池分为 2 格，设计 HRT 为 8 h，填料 BOD 负荷取 0.8 kgBOD5/(m3·d)，填料层高度为 2.7 m，曝气气水比为 20∶1。在好氧条件下，附着在填料表面的微生物较好的消耗、分 解废水中大部分的有机物。 3.4 自动控制
废水处理系统电气控制采用控制值班室主电控柜、现场控制 箱、上位计算机人机界面监控等三地控制方式，通过上位计算机 可视化人机界面及相关控制程序对整个废水处理系统工艺流程进 行自动化监控和管理，实现整个废水处理站的自动化运行。
池，同时加入预处理后出水闷曝。在闷曝过程中，每隔 12 h 更换 上清液一次(更换量为全池容积的 30 %)，弃去上清液，补充废水， 继续曝气。从第 5 天开始间歇进水，并逐步提高进水流量。8 d 后在软性填料上开始挂有微生物菌胶团和大量游离细菌，继而改
间歇进水为连续进水，15 d 后出水清澈，生物膜变厚，说明驯化 完成，挂膜成功。稳定运行结果如图 4 所示，COD 下降到 80 mg/L 以下，去除率己稳定在 70 %以上，出水达标排放。
Combined with water quality and traditional treatment method. Fenton reagent and Biological Contact Oxidation Process had been used to treat the wastewater.