污水处理技术篇：综合染料废水深度处理技术-第2页-北极星环保网

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2.2 铁炭比对Fe/C 微电解系统处理效果的影响

当Fe/C 微电解系统中铁屑含量低时，增加铁屑，可使体系中的原电池数量增多，从而提高对COD 和色度的去除效果;当炭屑过量时，反而会抑制原电池的反应，更多表现为炭的吸附性，因此应保持一个适当的铁炭比。

图4 铁炭比对Fe/C 微电解系统处理效果的影响

由图4 可知，铁炭比对Fe/C 微电解系统处理COD 和色度有一定的影响。当将铁炭比控制在1∶1.2时，COD 的去除率最高，可达81.6%，出水COD 为55.2 mg/L;色度去除率为87.3%，出水色度为35.56度。当铁炭比大于或小于1∶1.2 时，原电池数量不足，影响COD 和色度的去除，尤其COD 去除率下降较为明显，当铁炭比为1∶2.0 时，COD 去除率降至64.7%，但色度去除率仍可保持在75%以上。

2.3 反应时间对Fe/C 微电解系统处理效果的影响

由Fe/C 微电解的反应机理可知，反应时间越长，氧化还原等作用也进行得越彻底。但到达一定时间后反应基本停止。反应时间过长将使基建投资增大，而且会使铁的消耗量增加，因此要选择合适的反应时间。

由图5 可知，反应时间对微电解反应有一定的影响。当反应时间控制在35 min 时，COD 和色度的去除率达到最大值，COD 去除率为83.4%，出水COD 为49.8 mg/L，色度去除率为88.3%，出水色度为32.76度。随着反应时间的延长，COD 和色度去除率均有下降，色度去除率下降更为明显，当反应时间为65 min 时，色度去除率降至73.9%，出水色度73.08度，不能达标，可见反应时间延长时，铁的消耗量增加，溶出大量的Fe2+，并氧化成有色的Fe3+，降低了废水的脱色效果。

图5 反应时间对Fe/C 微电解系统处理效果的影响

2.4 最佳工艺条件下Fe/C 微电解系统处理效果稳定性实验

通过以上实验，确定最佳工艺参数：pH 为3.5，铁炭比1∶1.2，反应时间35 min。在此工艺条件下，通入好氧池出水到Fe/C 微电解系统中，经过10 d 的运行观察，COD 和色度的去除率分别稳定在80%以上和85%以上，出水中COD 在60 mg/L 以下，色度在42度以下，达到了GB 4287—1992《纺织染整工业污染物排放标准》一级标准。

2.5 Fe/C 微电解系统反应机理分析

Fe/C 微电解法处理染料废水是絮凝、吸附、电沉淀、电化学还原等共同作用的结果。Fe/C 微电解法的反应机理主要包括：电化学作用、还原作用、絮凝作用、吸附作用〔12-13〕。

2.5.1电化学作用

Fe/C微电解法的基本原理是利用铁和炭组分构成微小原电池的正极和负极，以充入的污水为电解质原液，形成原电池，发生氧化-还原反应。新生态的电极产物活性极高，能与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，使其结构、形态发生变化，完成由难处理到易处理、由有色到无色的转变。

2.5.2还原作用

在微电解中Fe/C 会发生如下反应：

阳极(Fe)：

2Fe→2Fe2++4e Eθ(Fe2+、Fe)=0.44 V

阴极(C)：

4H++4e→4[H]→2H2Eθ(H+、H2)=0

当水中有溶解氧时，

O2+2H2+4e→4OH-

Fe/C微电解系统中正、负极生成的电极产物具有较高的还原性，在偏酸性条件下，电极反应产生的[H]和Fe2+可将：(1)大分子有机物转化为小分子有机物;(2)环状有机物断环;(3)发色基团(如：—N—N—，—N—O—等)断链，从而达到降低COD 和脱色的目的。

2.5.3铁离子的絮凝作用

随着Fe/C 微电解系统的运行，原料铁屑逐渐被消耗，由大颗粒变成细小颗粒而随水流失，因此为确保系统正常运行，需定期投加铁屑。在铁的消耗过程中，产生大量的Fe2+，有溶解氧的条件下,发生反应：

4Fe2++8OH-+O2↑+2H2O=4Fe(OH)3↓

当调节Fe/C 微电解系统出水pH 到偏碱性时，生成较多的、有较强的混凝吸附作用的Fe(OH)3絮凝物，可使废水中胶体物质絮凝沉淀，进一步降低废水的COD和色度。

3 结论

(1)Fe/C 微电解系统能深度处理染料废水，且投资和运行费用低。

(2)Fe/C 微电解系统最佳工艺参数：pH 为3.5，铁炭比1∶1.2，反应时间35 min。在此工艺条件下，COD 和色度的去除率分别稳定在80%以上和85%以上，出水中COD 在60 mg/L 以下，色度在42度以下，达到了GB 4287—1992 《纺织染整工业污染物排放标准》一级标准。

(3)在以后的实验中应考虑采用其他的物质如废刚玉粉末取代活性炭，可进一步降低成本，不仅能有效地处理高色度、难降解的染料废水，而且可以达到以废治废的目的。

原标题：综合染料废水深度处理技术

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