【技術(shù)】利用鐵碳填料對氟化物生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的研究
【技術(shù)】利用鐵碳填料對氟化物生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的研究
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通常,水中的氟離子可以通過化學(xué)沉淀法去除,利用鈣離子與氟離子反應(yīng)生成不溶于水的CaF2;甲烷氯化物由于其對微生物有毒害作用,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可生化性差,因此很少直接利用生化法進(jìn)行處理,更多的是通過吸附、氧化、化學(xué)還原等方法進(jìn)行處理。
目前,最為有效的當(dāng)屬高級氧化手段,該方法主要是利用高級氧化取代有機物中的Cl,降低污染物生物毒性,提升可生化性,然后再采用生化方法進(jìn)行去除。
但是經(jīng)高級氧化后的甲烷氯化物廢水中,氯離子含量又升高,從而進(jìn)一步提升了廢水的鹽分,對后續(xù)的生化產(chǎn)生了不利的影響。
因此,本研究擬采用新型微電解、催化氧化與高鐵酸鹽氧化技術(shù)對高氯鹽含氟氯有機物進(jìn)行處理,同時考察其對氯離子的去除效果。
高氯鹽含氟氯有機廢水取自浙江某氟化廠生產(chǎn)廢水,水中污染物以甲烷氯化物為主,水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。由檢測數(shù)據(jù)可知,這兩股廢水呈酸性,鹽度均很大,尤其是氯離子的量;氟離子含量較高;COD也較高;廢水有機污染來源廣、成份復(fù)雜,有機負(fù)荷和水量的波動較大;廢水中含有大量的難生物降解、對微生物有一定的抑制和毒性的污染物質(zhì)。
水COD采用國標(biāo)法(GB11914-89)測定,pH采用pH計測定,鹽分采用重量法測定,TOC采用TOC儀進(jìn)行測定,氯離子、氟離子采用離子色譜法測定。所有數(shù)據(jù)均為多測測定數(shù)據(jù)的平均值。
實驗所用填料為環(huán)保尖兵-JY團隊研發(fā)的新型多元催化微電解填料,填料填充比為0.6~0.7,進(jìn)水pH為2~3,停留時間2h,反應(yīng)過程中進(jìn)行充氧曝氣。
該研究選擇了以下兩種工藝為主。
(注:氧化劑為高鐵酸鹽,添加量為50~100mg/L)
在處理該類廢水中,微電解+多相催化氧化工藝相對其他預(yù)處理工藝更有優(yōu)勢,在微電解反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)中生成大量羥基自由基,羥基自由基是僅次于氟的氧化劑,能氧化大部分有機物,并降低廢水的生物毒性,提高B/C比,對色度的脫除效果好。本實驗所采用的微電解填料為新型多元微電解填料,空隙率大,具有反應(yīng)速率快,不易板結(jié),投加方便,運行穩(wěn)定等特點。
經(jīng)工藝1預(yù)處理后的廢水指標(biāo)如表2所示。
根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知,工藝1對兩種廢水COD去除和色度的脫出均有較好的效果,但是由于COD的測定是基于國標(biāo)法,其中規(guī)定廢水中氯離子含量不超過1000mg/L,而實驗廢水的氯離子濃度均高于20000mg/L,因此測定前采用硝酸銀沉淀法去除了大部分氯離子后,將水樣進(jìn)行稀釋后測定。單從實驗結(jié)果看,微電解及催化氧化工藝對此類廢水具有良好的COD去除作用,兩種水樣經(jīng)處理后,COD的去除率分別達(dá)到了72%和50%。但是由于該廢水氯離子含量過高,經(jīng)硝酸銀沉淀后依然不能確保有效降低氯離子的干擾程度,因此該數(shù)據(jù)僅供參考。
為了解決氯離子干擾問題,我們在工藝1的基礎(chǔ)上增加了氧化劑高鐵酸鹽的添加步驟,形成工藝2,并在工藝2中對TOC(總有機碳)和氯離子含量進(jìn)行了測定(TOC測定采用TOC儀,氯離子測定采用離子色譜儀),實驗結(jié)果如表3所示。
實驗表明,廢水中TOC含量均較低實際有機物的含量較低,通過氧化劑的添加,對有機物的去除效率較低,但對兩股廢水的氯離子均有30%以上的去除,這對后續(xù)的生化反應(yīng)減輕了一定的負(fù)荷。同時,高鐵酸鹽的添加量僅需100mg每升廢水,即每噸廢水添加0.05~0.1kg,用量小,成本低,能有效緩解廢水后續(xù)生化處理的壓力。
根據(jù)以上實驗結(jié)果,可以分析得出微電解+催化氧化技術(shù)能夠起到廢水中氯代甲烷污染物的脫氯作用,從而降低了廢水COD,而該氧化對TOC的去除率貢獻(xiàn)極小,主要起到了改變有機污染物的性質(zhì),提升廢水的可生化性。同時,經(jīng)微電解+催化氧化工藝處理后的廢水,再投加高鐵酸鹽,高鐵酸鉀的強氧化性能夠使得水中的氯離子以氯氣的形式釋放,從而一定程度上降低了廢水的鹽分和生物毒性,使其具有了生化處理的可能。
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