化學(xué)清洗廢水是工業(yè)領(lǐng)域去除生產(chǎn)設(shè)備金屬表面因安裝或運(yùn)行過(guò)程形成的污垢而產(chǎn)生的廢水〔1〕。該類廢水中含有表面活性劑,、磷酸鹽及其他無(wú)機(jī)鹽、乳化油,、緩蝕劑,、懸浮物(主要是銹垢、泥沙及其他機(jī)械雜質(zhì)),、金屬離子等,。其有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽濃度高，生化性能差,。

 

    對(duì)于此類廢水應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的處理技術(shù),。目前處理工藝主要有破乳分離、熱解處理,、微生物分解,、沉淀、吸附,、氧化還原,、中和等。近年來(lái),，鐵炭微電解工藝和Fenton 試劑法處理高濃度難降解有機(jī)廢水正成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),。鐵炭微電解法〔2〕利用金屬腐蝕原理，形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理,。由于其適用范圍廣﹑壽命長(zhǎng)﹑處理效果好﹑成本低﹑操作維護(hù)方便,，近年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。Fenton 試劑具有極強(qiáng)的氧化能力,，在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化劑難以奏效的有機(jī)廢水時(shí),，具有反應(yīng)迅速、溫度和壓力等反應(yīng)條件溫和且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),。S. M. Kim 等〔3〕先通過(guò)混凝沉淀大幅度降低廢水中溶解的有機(jī)物,、乳化油和懸浮物，再進(jìn)行鐵炭微電解反應(yīng),，出水中加入H2O2,，使其與鐵炭微電解生成的Fe2+構(gòu)成Fenton 試劑，產(chǎn)生的˙OH 能迅速引發(fā)氧化鏈反應(yīng),，最終將有機(jī)化合物分解為CO2和H2O,。微電解產(chǎn)生的Fe2+可供后續(xù)Fenton 試劑法使用,，無(wú)需添加Fe2+，很大程度上降低了成本,，而且能強(qiáng)化鐵炭微電解的氧化能力,，同時(shí)節(jié)約了H2O2的用量，并達(dá)到較好的處理效果,。筆者采用混凝+鐵炭微電解/H2O2+活性炭吸附法處理高COD化學(xué)清洗廢水,，以期為化學(xué)清洗廢水處理提供新思路。

 

    1 實(shí)驗(yàn)部分

 

    1.1 廢水水質(zhì)

 

    化學(xué)清洗廢水取自江西宜春某環(huán)保清洗系統(tǒng)設(shè)備廠,，廢水水質(zhì)：CODCr為4 500~5 000 mg/L,，油質(zhì)量濃度為20~30 mg/L，pH 為12~13,，水溫約30～40 ℃,。

 

    1.2 儀器、試劑與分析方法

 

    儀器：六聯(lián)無(wú)級(jí)變速電動(dòng)攪拌器(上?？v躍電子科技有限公司),，JJ-1 型精密增力電動(dòng)攪拌器(金壇宏華儀器廠)，pHS-25 型pH 計(jì)(武漢金帝儀器設(shè)備有限公司),，BS224SAG104 電子分析天平(德國(guó)賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),，CS101 型電熱鼓風(fēng)干燥箱(深圳市眾鑫達(dá)自動(dòng)化儀表有限公司)，立式萬(wàn)用電爐,。

 

    試劑：聚鋁,、聚丙烯酰胺、重鉻酸鉀,、硫酸銀,、鐵粉、活性炭,、石墨,、濃硫酸、H2O2溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%),、硫酸亞鐵,、硫酸亞鐵銨、硫酸汞,、氫氧化鈉,，均為分析純;試亞鐵靈指示劑。

 

    分析方法：COD采用重鉻酸鉀法測(cè)定,，pH 采用酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定,。

 

    1.3 實(shí)驗(yàn)方法

 

    (1)混凝實(shí)驗(yàn)：取200 mL 廢水水樣置于250 mL燒杯中，投加一定量的混凝劑,，置于六聯(lián)攪拌機(jī)上攪拌(開始時(shí)快攪2 min,，隨后慢攪8 min),，反應(yīng)一定時(shí)間后靜置，取上清液測(cè)定COD,，以確定最佳pH,、PAC、PAM 用量和沉淀時(shí)間,。

 

    2)鐵炭微電解/H2O2單因素影響實(shí)驗(yàn)：取100 mL混凝上清液置于250 mL 燒杯中,，調(diào)節(jié)pH，投加一定量的鐵粉和石墨,，反應(yīng)3 h 后滴加H2O2溶液,，再反應(yīng)一段時(shí)間，沉淀30 min 后取上清液測(cè)定COD,，確定最佳m(Fe)∶m(C)和鐵炭總用量。

 

    (3)鐵炭微電解/H2O2正交試驗(yàn)：根據(jù)上述單因素試驗(yàn)得到的最佳條件進(jìn)行正交試驗(yàn),，進(jìn)一步確定最佳pH,、H2O2用量以及反應(yīng)時(shí)間。

 

    (4)活性炭吸附實(shí)驗(yàn)：取混凝+鐵炭微電解/H2O2處理后的廢水50 mL,，在不同pH 下研究活性炭投加量與出水水質(zhì)的關(guān)系,。

 

    (5)聯(lián)合處理實(shí)驗(yàn)：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的最佳條件進(jìn)行聯(lián)合處理重復(fù)實(shí)驗(yàn)，考察其穩(wěn)定性,。

 

    2 結(jié)果與討論

 

    2.1 混凝沉淀正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

 

    確定影響混凝沉淀的主要試驗(yàn)變量：反應(yīng)初始pH(A),、PAC 投加量(B)、PAM 投加量(C),、沉淀時(shí)間(D),。選取各因素水平(見(jiàn)表1)，按照L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn),，結(jié)果如表2 所示,。

 

    PAM 投加量>PAC 投加量> 沉淀時(shí)間>pH，最佳條件為A1B2C2D2,，即pH=8,、PAC 投加量為50 mg/L、PAM 投加量為2 mg/L,，沉淀時(shí)間為40 min,。試驗(yàn)過(guò)程中觀察到PAC 與PAM 聯(lián)用處理化學(xué)清洗廢水時(shí)，CODCr去除率較高,，加入助凝劑后礬花大且沉降快;PAC 單獨(dú)使用時(shí)生成的絮凝體粒徑小,，停止攪拌5 min 后絮凝沉淀才有明顯效果，90~100 min 后絮凝體沉淀才較完全;而PAC 與PAM 聯(lián)用時(shí)生成的絮凝體體積大,，停止攪拌后馬上就有明顯的沉淀效果,，且30~40 min 后絮凝沉淀已較完全,。這是因?yàn)橹齽┛梢哉{(diào)節(jié)和改善混凝的條件，也可以改善絮凝體的結(jié)構(gòu),，通過(guò)強(qiáng)烈的吸附架橋作用使細(xì)小松散的絮凝體變得粗大而緊密〔4〕,。

 

    2.2 鐵炭微電解/H2O2單因素影響實(shí)驗(yàn)

 

    2.2.1鐵炭比的確定

 

    為了確定鐵炭微電解/H2O2反應(yīng)的最佳鐵炭比，根據(jù)初步試驗(yàn)結(jié)果,，調(diào)節(jié)pH 至3,、鐵粉投加量為30g/L、H2O2投加量為2.5 mL/L,，反應(yīng)時(shí)間為120 min,，改變石墨投加量，分析m(Fe)∶m(C)對(duì)COD 去除率的影響(鐵炭反應(yīng)水是經(jīng)混凝沉淀處理后的過(guò)濾出水),，結(jié)果如圖1 所示,。

 

    3 結(jié)論

 

    (1)確定了采用混凝+鐵炭微電解/H2O2+活性炭吸附聯(lián)合工藝處理高濃度化學(xué)清洗廢水時(shí)各影響因素的主次關(guān)系及最佳工藝條件。

 

    (2)在最佳運(yùn)行工藝條件下,，采用混凝+鐵炭微電解/H2O2+活性炭吸附聯(lián)合工藝處理高濃度化學(xué)清洗廢水,，COD 總?cè)コ蔬_(dá)98%以上，出水COD 降至100 mg/L 左右,，達(dá)到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978—1996),。聯(lián)合工藝運(yùn)行穩(wěn)定、成本合理,、操作簡(jiǎn)單,，是高濃度化學(xué)清洗廢水適宜的處理技術(shù)。