Fe/C微电解-催化氧化-生化法处理染料废水的效果研究
染料废水具有组成复杂、生物毒性高、难生化降解等特点，使用常规处理方法很难达到理想的处理效果，是国内外公认的较难处理的几种工业废水之一。通过铁炭微电解、电化学氧化、臭氧氧化、光催化臭氧氧化等手段处理此类难降解的有机合成染料废水越来越受到重视。采用这些高级氧化技术处理此类工业废水，不仅对废水具有较高的色度和CODCr去除率，还可以将废水中的大分子有毒难生物降解的有机污染物降解为小分子的易于生物降解的有机物，极大的改善废水的可生化性。本论文通过曝气强化铁炭微电解、Fenton氧化、紫外催化臭氧氧化对强酸性活性染料废水进行预处理，考察了不同因素及水平对废水色度及CODCr去除率的影响，通过正交实验和单因素优化实验得出最佳的实验参数，并对反应机理进行了分析和讨论。
曝气强化Fe/C微电解实验主要考察了铁炭比、曝气量、pH值、HRT等因素对废水色度及CODCr去除率的影响。正交实验极差分析结果表明铁炭比对Fe/C微电解处理效果的影响最大，其次是HRT和曝气量大小。增大铁炭比可以增加Fe/C微电解体系中所形成的原电池数量，提高铁炭微电解时间可以使废水中的有机污染物得到充分的降解，此外，通过向体系中曝气，还可以增大原电池的阴阳极电势差，提高铁炭微电解对废水的处理效果。
Fenton氧化实验直接利用了Fe/C微电解处理进入废水中的Fe2+和Fe3+,主要考察了H2O2投加量、HRT和pH值对废水色度及CODCr去除率的影响，正交实验极差分析结果表明H2O2投加量对Fenton氧化处理效果影响最大，其次是pH和HRT，最初当H2O2投加量增加，在Fe2+和Fe3+的催化作用下，氧化体系中的·OH自由基的产量不断增加，色度、CODCr的去除率上升，但H2O2投加量继续增加时，其本身就会消耗产生的·OH自由基，从而使得能够与废水中的污染物有效反应的·OH自由基数量降低，使废水的色度、CODCr的去除率下降。此外，当氧化体系的pH过低和过高时，Fe2+催化H2O2分解产生·OH自由基的速率都会受到抑制，同样，当Fenton氧化的HRT足够长时，废水中的有机污染物得到充分的降解。
经过曝气强化Fe/C微电解和Fenton氧化处理后，废水中存在大量的Fe2+和Fe3+，若不将它们从废水中去除，对后续的UV/TiO2/-O3催化氧化和生化处理都会有很大的不利影响。因此通过加碱将废水的pH调节至9.0后，Fe2+和Fe3+和OHˉ反应生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，而Fe(OH)2和Fe(OH)3具有很强的吸附和絮凝活性，可以去除部分的色度和CODCr。
在分别以空气和纯氧作为臭氧发生器的时，分别研究了UV/TiO2/O3催化氧化对模拟活性红X-3B废水及经过前述预处理后的实际染料废水氧化降解，主要考察了HRT、pH、臭氧发生器进气流量、TiO2投加量对氧化处理效果的影响，经过正交实验及延伸实验的实验结果表明，当进水CODCr为1500mg/L，在以空气作为臭氧发生器气源时，臭氧发生器空气进气体流量为0.75m3/h，调节废水pH至10.0，HRT=90min，TiO2投加量=1.0g/L的条件下，UV/TiO2/O3催化氧化对染料废水的色度及CODCr去除率分别为50.5％和100％；在以氧气作为臭氧发生器气源时0.75m3/h，进水pH=9..0，HRT=60min,TiO2投加量=1.0g/L的条件下，UV/TiO2/O3催化氧化对染料废水的色度及CODCr去除率分别为70.5％和100％。
经过前面的曝气强化铁炭微电解、混凝沉淀、Fenton氧化、UV/TiO2/O3催化氧化处理后，废水的色度、CODCr去除率和分别为100％、94.4％，同时废水的可生化性得到大幅的改善，BOD5/CODCr值由最初的0.02～0.05升高至0.54，出水进行最后的生物接触氧化处理，实验结果表明，生物接触氧化处理对经过前期强化物化预处理的废水具有很好的处理效果，出水CODCr＜60mg/L。
对实验室小试确定的各个处理单元的最佳操作参数经过修正后，在浙江某地通过曝气强化铁炭微电解-混凝沉淀-Fenton氧化-UV/TiO2/O3催化氧化法-生物接触氧化法对实际的活性染料废水进行处理。中试结果表明，处理量为2.5m3/h时，该联合处理工艺对废水的色度、CODCr总去除率分别为100％和99％。
陕西科技大学
硕士
环境工程
马宏瑞
2010
中文
X703.1;X788
60
2011-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）