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2. 4. 3 预处理工艺对p~ 的影响:从图5 可以看出,生化出水的p~ 有所提高,但相对传统的铁碳法来说,提高的幅度不很大。在预处理过程中,Fe 被氧化成Fe2 + 。在生化段好氧曝气的过程中,分子态的氧继续氧化Fe2 + ,p ~得到提高。化学反应如下:4Fe2+ + O2 + H2O →4Fe3+ + 4OH-随着Fe2 + 的氧化,pH升高。而pH的升高,又促使三价铁沉淀:
Fe3+ + 3OH- -→Fe(OH)3↓
2.4. 4 预处理工艺对磷、硝基苯的去除:pH的升高对去除磷酸根非常有利。铁与PO3 +4生成沉淀物。对PO3 +4的测定结果见表1 。
由表1可见,该预处理工艺有较好的除磷效果,经生化处理后PO3 +4达到二级排放的水平。另外由表2 可见预处理对硝荃苯的去除也有很好的效果。
2. 4. 5 预处理对铁和色度的去除:通常铁盐可以改善活性污泥的沉降性能。在本次试验中发现,生物膜的固着性能大大提高,大量的生物膜固定在悬浮填料上,使曝气池中几乎无悬浮污泥,处理水清沏透明。经过曝气池,Fe2 + 被氧化成Fe3 + ,沉淀去除。试验测得生化段出水总铁离子浓度为3. 85—8. 55mg/L,满足二级排放要求。催化铁内电解法具有显著的脱色效果(见表3 )。
该化学工业区污水色度变化剧烈。2001 年下半年废水以深桃红色进水较为多见,今年还经常出现暗绿色、粟褐色等,但不论何种颜色,经预处理段后色度均大大降低,特别是对桃红色,本底颜色基本不见,生化出水仅有一点淡黄色。
2. 4. 6 试验结果讨论:试验研究表明,催化还原铁内电解法+ 生化法对综合化工废水的处理是有效的。关于持续运行效果问题,从试验结果来看,运行一段时间后效果会更好。分析其原因是:取出部分铁刨花观察发现,其表面生长着一层较薄的厌氧生物膜,将铁刨花水洗过滤后,用显微镜观察过滤物,发现有微生物存在,表明此时的催化铁内电解反应器可能不仅是单纯的催化铁内电解反应器,同时还成为以铁为载体的生物厌氧反应器,即此时系统已成为一个“复合反应器”。Fe2 + 的存在可以帮助去除废水中所含的S2 - ,在厌氧状态下的预处理段不会产生H2S 气体,所以预处理出水中S2 - 的浓度很低。试验至今,未发现催化剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石的钝化问题。因此,在生产实践中阳离子表面活性剂改性的沸石和催化剂除机械损耗无大损失,不产生固体废渣。只要保证铁屑的及时投加,不会影响处理效果。预处理似乎没有提高BOD/COD 的比值,这可能是因为污水中大量悬浮物和胶体粒子被混凝的原因,也可能是因为系统稳定后,由于生化作用,部分易生化降解的有机物被降解,且还原产物Fe2 + 也影响COD 的测定。
催化铁内电解由于其原电池效应、吸附作用、絮凝作用和厌氧作用等多方面的协同效应,对去除化学工业区污水厂的色度,降低废水中有机物浓度效果显著。预处理与生物处理结合对色度、COD、硝基苯、磷都有很好的去除效果,可以达到二级排放标准。但预处理无去除氨氮的能力,因此氨氮的去除必须靠生物法解决。
2.5 直接运行成本估算:根据中试结果,对日处理5 万m3 的污水场的直接运行成本进行了估算。计算结果:①电耗:5 万m3/d 处理工程总装机容量约为960 kW,正常开机容量按总装机容量的70 % 和工业用电按0. 60 元/(kW˙h )计算,则耗电为0. 194 元/m3 。②铁刨花:平均每m3 水耗铁刨花量按40 g 计,每吨铁刨花按800 元计算,则铁刨花费为0. 032 元/m3 。两者合计0. 226 元/m3 。
3 结语
(1 )催化铁内电解法作为预处理可以改善废水的可生化性,提高全流程的处理效率。本文所介绍的混合化工废水处理中试工艺流程,COD 的去除率达78. 3 % ,BOD 的去除率达94. 1 % ,出水COD 平均值为70. 5 mg/L,达到了出水水质要求。(2 )试验表明:催化铁内电解预处理对生化处理有抑制作用的硝基苯的去除率可达70 % —80 % ;降低色度的效果好;具有除磷功能,PO3 -4可达到小于1. 0 mg/L 的水平。(3)铁盐的存在对后续生化工艺有利,可大大改善活性污泥的沉降性能以及生物膜的固着性能。(4 )催化铁内电解法预处理化学工业区废水是经济且有效的。
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