制膜工業(yè)高濃度有毒有害廢水的無害化處理研究.pdf

1、制膜工業(yè)屬于有機化工合成工業(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。目前國內(nèi)外對含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具有生物毒性而對其過程產(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轉(zhuǎn)費用過高;光催化氧化法在反

2、應(yīng)器設(shè)計和催化劑的固定化上也存在問題;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題,又因為DMF和DMAC廢水對環(huán)境污染嚴(yán)重,因此迫切需要尋找有效的無害化處理方法。
　　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

3、行處理該企業(yè)廢水。通過試驗研究,其工藝是可行的,當(dāng)原水 COD濃度為10000-20000mg/L-1時,經(jīng)過聯(lián)合工藝處理后最終出水可以達到國家污水綜合排放一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
　　現(xiàn)場中試試驗,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)化為無毒性物質(zhì),大部分有機污染物在處理過程中得到去除。同時,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,達到國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)。
　　通過曝氣鐵炭微電解試驗考察了影響處理效果的三因素:進水PH值、反應(yīng)時間和曝氣。當(dāng)進水pH值為2-3,反應(yīng)時間120min,在曝氣情況下COD去除率提高5％-13%。
　　二級鐵炭微電解反應(yīng)器串聯(lián)時 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溶劑工業(yè)廢水中曝氣微電解進水pH值和水力停留時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

5、得出反應(yīng)器在pH=6、水力停留時間為90-120min、槽電壓為10V、極板間距為5cm,COD去除率達60%。復(fù)極電催化方法可以用于處理含強極性有機溶劑工業(yè)廢水。
　　復(fù)極電催化反應(yīng)過程可分為三個反應(yīng)步驟:
　　A:電化學(xué)控制步驟,反應(yīng)動力學(xué)公式為:（公式略）
　　B:擴散控制步驟,反應(yīng)動力學(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)過程由擴散步驟控制,反應(yīng)符合擴散控制步驟動力學(xué)模式;在X　　中試試驗過程中發(fā)現(xiàn)復(fù)極電催化反應(yīng)器中陰陽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,面向陽極的一面呈陰極性,面向陰極的一面呈陽極性,使之變成了一種雙極式的復(fù)極電催化反應(yīng)器。感應(yīng)電極是在陰陽極板間電壓平均分布、長時間不擾動填料和存在鐵鹽的情況下填料板結(jié)形成的。通過實驗室試驗驗證人為添加薄鐵

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

8、1,出水 BOD5<16mg?L-1;進水 NH3-N為0.2~5.2mg?L-1,出水NH3-N<5.0mg?L-1;進水TOC為4100~11986mg?L-1,出水TOC<20mg?L-1。出水達到國家污水綜合排放一級排放標(biāo)準(zhǔn),表明聯(lián)合工藝不僅具有很強的抗沖擊負(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,為處理含強極性有機溶劑工業(yè)廢水的無害化處理提供了一種有效