制膜工業(yè)高濃度有毒有害廢水的無(wú)害化處理研究.pdf

1、制膜工業(yè)屬于有機(jī)化工合成工業(yè),生產(chǎn)廢水中主要含有二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)等,因二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺具有強(qiáng)極性,具有化學(xué)穩(wěn)定性,又具有生物毒性,所以制膜廢水屬于高濃度有毒有害難生化的工業(yè)廢水。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)含DMF、DMAC廢水處理多采用生化法、超臨界水氧化法、光催化氧化、物化法,化學(xué)法等。生化法因DMF具有生物毒性而對(duì)其過(guò)程產(chǎn)生抑制作用,造成活性污泥解體流失;超臨界水氧化法成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用過(guò)高;光催化氧化法在反

2、應(yīng)器設(shè)計(jì)和催化劑的固定化上也存在問(wèn)題;物化法和化學(xué)法一般只適用單一成分的廢水。所以,上述各種方法存在著一定的問(wèn)題,又因?yàn)镈MF和DMAC廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,因此迫切需要尋找有效的無(wú)害化處理方法。
　　浙江某環(huán)境工程公司主要生產(chǎn)中空纖維膜,其生產(chǎn)廢水中主要含DMAC、DMF等。公司污水站采用的兼氧+好氧+膜池處理工藝出水COD不能滿足排放要求,故本課題探索一種新的處理方法,采用曝氣鐵炭微電解+復(fù)極電催化反應(yīng)器+生物接觸氧化聯(lián)合工藝進(jìn)

3、行處理該企業(yè)廢水。通過(guò)試驗(yàn)研究,其工藝是可行的,當(dāng)原水 COD濃度為10000-20000mg/L-1時(shí),經(jīng)過(guò)聯(lián)合工藝處理后最終出水可以達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
　　現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn),結(jié)果表明:
　　以曝氣鐵炭微電解和復(fù)極電催化作為預(yù)處理廢水中一些毒性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性物質(zhì),大部分有機(jī)污染物在處理過(guò)程中得到去除。同時(shí),廢水由0.3以下提高到0.55以上。廢水經(jīng)物化法處理后厭氧接觸氧化-好氧接觸氧

4、化工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定,達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
　　通過(guò)曝氣鐵炭微電解試驗(yàn)考察了影響處理效果的三因素:進(jìn)水PH值、反應(yīng)時(shí)間和曝氣。當(dāng)進(jìn)水pH值為2-3,反應(yīng)時(shí)間120min,在曝氣情況下COD去除率提高5％-13%。
　　二級(jí)鐵炭微電解反應(yīng)器串聯(lián)時(shí) COD去除率有兩次明顯的躍遷。二次躍遷曲線的存在表明在處理含有機(jī)溶劑工業(yè)廢水中曝氣微電解進(jìn)水pH值和水力停留時(shí)間是曝氣微電解處理效果的主要影響因素。
　　復(fù)極電催化試驗(yàn)

5、得出反應(yīng)器在pH=6、水力停留時(shí)間為90-120min、槽電壓為10V、極板間距為5cm,COD去除率達(dá)60%。復(fù)極電催化方法可以用于處理含強(qiáng)極性有機(jī)溶劑工業(yè)廢水。
　　復(fù)極電催化反應(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)反應(yīng)步驟:
　　A:電化學(xué)控制步驟,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式為:（公式略）
　　B:擴(kuò)散控制步驟,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式為:（公式略）
　　C:混合控制步驟
　　在X0=L/U[U0-ln(1-be-at)]處分界,在X>X0處,

6、反應(yīng)過(guò)程由擴(kuò)散步驟控制,反應(yīng)符合擴(kuò)散控制步驟動(dòng)力學(xué)模式;在X　　中試試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)復(fù)極電催化反應(yīng)器中陰陽(yáng)兩極板中間的填料自發(fā)膠結(jié)形成一層致密的感應(yīng)電極,面向陽(yáng)極的一面呈陰極性,面向陰極的一面呈陽(yáng)極性,使之變成了一種雙極式的復(fù)極電催化反應(yīng)器。感應(yīng)電極是在陰陽(yáng)極板間電壓平均分布、長(zhǎng)時(shí)間不擾動(dòng)填料和存在鐵鹽的情況下填料板結(jié)形成的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證人為添加薄鐵

7、板做感應(yīng)電極可以提高反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除率,在進(jìn)水COD為6334mg?L-1、pH=6、陰陽(yáng)極板間距為5cm和水力停留時(shí)間為60min時(shí),添加薄鐵板比不加薄鐵板反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除率的差距隨著槽電壓的提高有增大的趨勢(shì)。
　　采用曝氣鐵炭微電解+復(fù)極電催化+生化聯(lián)合工藝進(jìn)行為期30d的連續(xù)穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果表明,進(jìn)水COD為10000~20000mg?L-1,出水COD為11~96mg?L-1;進(jìn)水BOD5為2000~4600mg?L-

8、1,出水 BOD5<16mg?L-1;進(jìn)水 NH3-N為0.2~5.2mg?L-1,出水NH3-N<5.0mg?L-1;進(jìn)水TOC為4100~11986mg?L-1,出水TOC<20mg?L-1。出水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),表明聯(lián)合工藝不僅具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,而且處理效果很好。
　　曝氣鐵炭微電解+復(fù)極電催化+生物接觸氧化法聯(lián)合工藝是處理制膜廢水的一種新方法,為處理含強(qiáng)極性有機(jī)溶劑工業(yè)廢水的無(wú)害化處理提供了一種有效