碱减量废水

碱减量废水处理技术研究

化纤印染厂生产排放印花染色废水和碱减量生产废水。涤纶仿真丝纤维在高温、高碱度条件下被减量，PTA溶入碱液中。碱减量废水中CODcr和碱含量极高，给废水处理增加难度[1][2]。本文提出一种应用工业废料的碱减量废水处理新技术，实验研究表明有效、可靠、廉价，适合印染碱减量废水处理。

1实验工艺

实验工艺流程如图1所示。

取铸铁屑，用5%盐酸浸泡清洗，加1%JHH活化剂溶液浸泡6h后，装入微电解柱待用。SBR 槽各投加活性污泥2L，其中2槽悬挂30%软性填料，污泥驯化2周，周期COD去除率约80%～85%，待用。

2静态实验结果和讨论

2.1酸析静态试验

水质：碱减量废水，No.1:NaOH 2.4%,COD 8854mg/L,BOD5 1845mg/L, SS 350 mg/L;No.2:pH 14,COD 6524 mg/L,BOD5 1283 mg/L, SS 136mg/L。

表1 碱减量废水酸析点对COD 和BOD5/COD的影响

碱减量废水实验PH 12 10 8 6 4 3 2 1

No.1废水COD/(mg.L-1) 8765 8271 8135 7878 3377 1684 1534 1454 BOD5/COD 0.21 0.21 0.22 0.24 0.26 0.34 0.36 0.35 SS/(mg.L-1) 235 478 554 658 457 145 254 387

利用染料化工厂65%废酸，调节碱减量废水PH。表1结果显示，加酸量越大，PTA去除越多。酸析点PH＜3时，COD去除率＞80%，BOD5/COD＞0.30,SS也明显降低。

2.2微电解静态实验[3]

2.2.1 PH对铁耗和BOD5/COD的影响

按pH值为1、2、3、4、5制备碱减量废水酸析沉淀上清液2L。在微电解柱加入1.5L已活化铸铁屑，微电解反应0.5h 。实验反应条件：出柱废水①：微电解柱静止；出柱废水②：微电解柱置于振荡器上；出柱废水③：微电解柱静止，通空气10mL/(cm2.min)；出柱废水④：微电解柱1.5L铸铁屑中均匀添加10%Φ 0.5～Φ1mm焦炭并置于振荡器上。微电解处理后碱减量废水测定总铁，用电石渣中和至PH9，充分搅拌0.5h，静沉1h，取上清液测定BOD5、COD。实验结果见表2。

铸铁屑中含有铁和炭，在酸性溶液存在条件下，形成一个个以铁为阳极、炭为阴极的微原电池，产生如下电极反应：

阳极Fe-2e→Fe2＋E0＋(Fe2+/Fe)=-0.44V

阴极2H+2e→2[H]→H2↑ E0(H+/H2)＝0V

Fe2＋在碱减量废水中将被作为混凝剂使用。OH-是一种羟基自由基，可氧化多种有机物。PH 影响微电解的电极反应速度和电极反应产物生成。电极反应进行使OH-大量增加，导致PH上升。当PH升高1.5左右后，其上升速度趋缓。

不同条件对微电解废水总铁影响较大。其中高频率振荡时改善电极表面条件最为有利，氧化还原反应得到加速，铁离子进入溶液速度加快。曝气充氧条件下，氧的大量加入并未对电极反应明显加速。OH-的增加也没有对BOD5/COD产生推动作用。当微电解柱加入10%焦炭时，其处理效果也没有提高。

分析实验结果数据发现，只要出柱废水pH提高0.6以上，总铁在652mg/L以上，就可保证COD去除率＞5.5%。

2.2.2反应时间对铁耗、BOD5/COD和混凝效果的影响

备已酸析碱减量废水6L(pH3,COD4 846mg/L,BOD5/COD 0.25)，加入微电解柱作ＨＲＴ实验。测定微电解柱出柱碱减量废水总铁，用电石渣调节至pH9后,测定上清液的BOD5/COD。再取微电解柱排出碱减量废水，以10%比例加至印染废水（pH7.6，COD1358mg/L,BOD5/COD 0.02,，色度800倍)中，加电石渣调至PH8.5，测定微电解柱出柱碱减量废水的混凝效果，实验结果如表3。

实验发现，当HRT＞40min时，COD去除率大于62%，色度去除率大于80%，BOD5/COD 有很大提高。利用铸铁屑微电解产生Fe2+，在每吨碱减量废水加1～3kg废铁屑，水量占10%时可产生理想混凝效果，费用约0.07～0.21元/t印染废水。

3SBR对比实验

对碱减量废水的研究，重点进行了活性污泥和生物膜法两种SBR工艺比较。HRT分配研究中，使用图2所示SBR时序。每次实验加入混凝沉淀后印染废水6L(PH7.8，COD1685mg/L,BOD5 339mg/L,色度240倍。实验结果见图3、图4、表4。

表4 SBR 运行实验终点印染废水BOD5/COD值

时序Ⅰ时序Ⅱ时序Ⅲ时序Ⅳ

生物膜法 SBR 16/177 18/109 15/93 10/185

活性污泥 SBR 21/158 20/136 16/124 11/215

图2时序Ⅰ为典型的“兼氧—好氧”处理工艺，通过6h兼氧段、7h好氧段使COD达标去除。时序Ⅱ采用“兼氧1－好氧1－兼氧2－好氧2”工艺，其COD去除率比时序Ⅰ高。时序Ⅲ的COD 去除率最高。对照时序Ⅳ，COD降解曲线虽呈现陡峭状，但是长达13h的好氧只能使COD降到185～215mg/L，BOD510～11mg/L。对照图4、图5，两种SBR工艺的生化降解趋势大致一致，膜SBR的降解能力优于泥SBR。

考验SBR的耐冲击负荷能力，实验结果见图5。泥SBR槽加入碱减量废水后，COD曲线为一直线，说明活性污泥呈不可逆转死亡。膜SBR槽在曝气6天后，COD曲线微微下倾，8天后COD降至148mg/L。说明附着型活性污泥的耐冲击负荷能力大于悬浮型活性污泥。

4动态试验

4.1微电解柱连续运行动态实验

在微电解柱中投加铸铁屑1.5L，以HRT 0.5h，0.2L/h流量连续运行1个周期后，用JHH活化剂活化铸铁屑，每2天增添铸铁屑。测定碱减量废水出柱废水参数见表5。进柱废水：pH 3.2,COD 1567mg/L。

动态试验中，在保持进柱废水PH3.2条件下，周期运行中处理效率基本均衡，铸铁屑表观晶亮，疏松。观察出柱废水发现，水中有少量焦炭粉末悬浮，应是铸铁屑中析出，其量为6～16mg/L，中和后焦炭末与亚铁絮体混合不能分离。3个周期连续实验表明，在保持一定运行条件下，微电解柱可以保证正常运行，未出现钝化、堵塞、处理效率下降问题。COD去除率64%～82%；总铁量653～811mg/L。

4.2碱减量废水动态实验

当碱减量废水0.2L/h，印染废水1.8L/h流量作动态连续运行时，整个工艺流程的控制点可灵活调整。表5示出关键工艺参数控制于不同控制点时的运行结果。碱减量废水原水参数：NaOH0.84%，COD7884mg/L，BOD5 1452mg/L,SS 256mg/L。SBR时序见图6，时序编号同图2。