铁炭微电解 - Fenton - 生物接触氧化法处理土霉素废水-

1、铁炭微电解技术处理工业废水,因其工艺简单、操作方便且可达到以废治废的目的而在近年来受到广泛重视。利用铁炭微电解工艺处理焦化废水、农药废水、硝化废水等的研究逐渐增多1-2。但单独的微电解处理能力有限,若对微电解出水再进行Fenton 试剂强化处理则可大大改善对有机物的去除效果3-6,并且可以重复利用Fe 2+。本文采用Fenton 试剂强化铁炭微电解与生物接触氧化技术组合的方法处理高浓度难生化的土霉素有机废水,达到了较好的效果。1试验部分1.1试验水质试验用水取自平顶山某土霉素制药厂的总排污口。生产废水主要由发酵罐冲洗废水、压滤机冲洗废水、产品分离提取后的剩余母液组成,废水中含有发酵菌丝体、糖类

2、、脂肪类、蛋白质类以及抗生素等污染物,污染负荷高,污染成分复杂,并有抗菌性。另外,水量小且水质变化较大,废水中含有过氧化物、醇类、酮类、苯类、醛类等多种有机物,可生化程度极低。土霉素废水水质为:COD 55006200mg ·L -1,BOD 59001100mg ·L -1,SS 质量浓度9301020mg ·L -1,pH 56,B/C <0.2。1.2试验装置与流程由于该废水有机物浓度高、成分复杂、可生化性较差,直接进行生化处理不能取得较理想的处理效果。因此采用铁碳微电解与Fenton 反应组合工艺预处理高浓度的有机废水,以进一步提高废水的可生化性,然

3、后采用生物接触氧化法处理。具体工艺流程如图1所示。铁炭微电解反应器的有效高度为0.8m ,内径为300mm ,内装按一定比例投加的铁刨花和炭,投加比例为m (Fe:m (C=1:2。试验材料:铁屑,取自校金工实验室,粒径为1mm 左右;炭质材料采用柱状颗粒活性炭,直径12mm ,长度23mm 。铁屑先用质量分数为7%8%的NaOH 溶液浸泡30min ,去除铁屑表面的灰尘及油渍。冲洗干净后,再用质量分数3%的HCl 溶液浸泡至大量的气泡产生,使铁屑活化。将其浸泡在原水中达到吸附平衡后烘干使用,以消除吸附对试验的影响。利用空气压缩机从下部鼓入空气,可有效解决铁炭微电解反应器中填料板结、电子受体不

4、足等问题。Fenton 试剂反应器:有机玻璃制成的圆形池子,高度为0.3m ,内径500mm ,在其内按n (Fe 2+:n(H 2O 2约为1:2投加H 2O 2,并利用空气压缩机进行曝气,铁炭微电解-Fenton -生物接触氧化法处理土霉素废水朱新锋1,2,张乐观2(1.河南城建学院,河南平顶山467001;2.华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074摘要:采用了铁炭微电解-Fenton -生物接触氧化工艺对高浓度难生化处理的土霉素废水进行处理。结果表明,当原水COD 在6000mg ·L -1左右、pH=2.2时,铁炭微电解反应50min 后COD 的去除率达到40

5、%,再对铁炭微电解出水投加质量浓度220mg ·L -1的H 2O 2(30%进行Fenton 试剂法处理,COD 的去除率达到75%以上,然后进入生物接触氧化反应池,出水能够达到排放标准。关键词:土霉素废水;铁炭微电解;Fenton 试剂;生物接触氧化法中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-3770(201002-0109-03收稿日期:2009-06-22作者简介:朱新锋(1978-,男,讲师,博士研究生,主要从事环境工程方面研究;联系电话:138*;E-mail :zhuxinfengÁÂÃÄÅÆ&

6、#199;ÈÉÁÂÃÄÅÃ ÅÃÄÆÇÅ Å Å ÂFig.1Flow chart of experimental process第36卷第2期2010年2月水处理技术TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT Vol.36No.2Feb.,2010109既起到搅拌作用,又可以使从铁炭微电解反应器中流失的铁屑进一步反应,提高处理效率。生物接触氧化装置:由有机玻璃管制成,总高0.8mm ,直径为500mm 。氧化

7、池底部装有曝气头进行曝气,池中装有TA-型的立体弹性填料。1.3测定指标与方法COD :重铬酸钾法;BOD 5:5日培养法;pH :酸度计;SS :重量法;Fe 2+:邻菲啰啉分光光度法。2结果与讨论2.1铁炭微电解的处理效果土霉素废水由反应器底部自下而上流过填料层,以保证废水与填料之间有充足的接触时间。废水在反应器内的停留时间为2h ,出水从反应器上部流入沉淀池。当进水调节pH 为2.2时,处理结果如图2所示,出水COD 在3500mg ·L -1左右,去除率稳定在40%左右。同时测定得到微电解出水的pH 在4左右。2.2Fenton 试剂法的处理效果由于Fe 2+在Fenton

8、试剂反应过程中起激发作用,其浓度对Fenton 试剂的处理效果影响较大。Fe 2+与H 2O 2的浓度存在一个最佳配比,当H 2O 2浓度一定而Fe 2+浓度超过最佳配比值时,Fe 2+会抑制反应进行,这是因为Fe 2+浓度的升高虽然能促进羟基自由基生成,但也会与其反应,造成羟基自由基的复合几率增大,使之不能有效地与有机物反应。结合原水pH 对铁炭微电解出水Fe 2+浓度的影响,试验确定原水pH 宜控制在2.2,出水Fe 2+质量浓度约为150mg ·L -17。由于Fenton 试剂法在酸性条件下均能保证较好的除污效果,当原水pH 为2.2时铁炭微电解后出水pH 约为4,故无需调节

9、pH 就可直接进行试验,反应时间为50min ,然后调节pH 沉淀后,测定COD 。在铁炭微电解出水COD 为3500mg ·L -1左右、反应时间为50min 的条件下,考察了H 2O 2(30%的投量对Fenton 试剂法处理效果的影响,结果见图3。铁炭微电解出水投加H 2O 2后,COD 的去除效率大大提高;当其投加量>200mg ·L -1时,对COD 去除率的提高甚微,此时的n (Fe 2+:n (H 2O 2约为1:2。故试验过程中Fenton 试剂反应器内H 2O 2的投量宜为220mg ·L -1,去除率趋于稳定(约70%左右。采用Fento

10、n 试剂强化处理铁炭微电解出水调节pH 沉淀后,可大大提高处理效果,对原水COD 的去除率可由40%提高到75%以上,同时出水B/C 值也提高到0.4以上,为该废水的进一步处理创造了有利条件7。2.3生物接触氧化处理试验采用好氧生物接触氧化法对Fenton 试剂强化处理,铁炭微电解出水调节pH 沉淀后出水进行进一步处理。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。在处理过程中,液相中溶解的有机物和氧进入生物膜,生物膜

11、上的微生物对这些有机物分解,并不断新陈代谢,从而达到连续处理废水的目的。取平顶山市污水处理厂的絮状污泥装入生物接触氧化池,同时加入预处理后出水闷曝。在闷曝过程中,每隔12h 更换上清液一次(更换量为全池容积的30%,弃去上清液,补充废水,继续曝气。从第5天开始连续进水,并逐步提高进水流量和浓度。8d 后在软性填料上开始挂有微生物菌胶团和大量游离细菌;15d 后出水清澈,生物膜变厚,说明驯化完成,挂膜成功。稳定运行结果如图4所示,COD 下降到130mg ·L -1以下,去除率已稳定在90%以上,出水能够达标排放。501001502002503003504000102030405060

12、7080C O D n n n /%H ÁO Án n n /m g ÁL ÁÁ图3H 2O 2投加量对Fenton 试剂法处理效果的影响Fig.3Effects of H 2O 2dosage on Fenton reagent treatment012345678930003500400045005000550060006500C O D /m g ÁLÁÂÁÁÂÁÂÃÁÃÂÁÂÃÁ

13、Á图2微电解处理前后废水COD 的变化Fig.2Comparison of COD in wastewater between that usingmicro-electrolysis and without micro-electrolysis水处理技术第36卷第2期1103结论土霉素废水经过铁炭微电解处理后,COD 的去除率>40%,出水Fe 2+质量浓度为150mg ·L -1左右,pH 为4左右,满足Fenton 试剂法对Fe 2+的需求。H 2O 2(30%投加量为220mg ·L -1时,COD 的去除率可达75%以上,并可提高废水的可生化性到0

14、.4以上。采用生物接触氧化法处理铁炭微电解-Fenton 处理后出水,生物接触氧化稳定运行后,对预处理后废水中的COD 去除率达到了90%以上。土霉素废水经微电解-Fenton -生物接触氧化工艺处理后,出水COD 在103125mg ·L -1之间,出水水质可达到污水综合排放标准。参考文献:1赖鹏,赵华章,王超,等.铁炭微电解深度处理焦化废水的研究J.环境工程学报,2007,3(1:15-20.2刘福达,何延青,刘俊良,等.电化学法预处理高浓度农药废水的试验研究J.中国给水排水,2006,22(9:56-58.3V Kavitha,K Palanivelu.Destruction

15、of cresols by Fenton oxidation processJ.Water Research,2005,39(13:3062-3072.4杨晓燕,陈雷,陆雪梅,等.微电解-芬顿法预处理吡虫啉农药生产废水J.南京工业大学学报:自然科学版,2008,30(3:30-33.5李春程.微电解-Fenton 法处理含油废乳化液J.环境工程,2008,26(3:51-54.6赵怀颖,叶亚平,温艳军,等.动态微电解-Fenton 试剂法处理高浓度增塑剂废水的试验研究J.工业水处理,2008,28(5:31-34.7张乐观,朱新锋.铁炭微电解/Fenton 试剂预处理土霉素废水的研究J.环境工

16、程学报,2008,2(5:59-61.STUDY ON OXYTETRACYCLINE WASTEWATER BY FERRIC-CARBON MICROELECTROLYSIS ANDFENTON REAGENT AND BIOLOGICAL CONTACT OXIDATION PROCESSZhu Xinfeng 1,2,Zhang Leguan 2(1.Henan University of Urban Construction,Pingdingshan 467001,China;2.School of Environmental Science &Engineering,Hua

17、zhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,ChinaAbstract:The oxytetracycline wastewater was treated by combined techniques of ferric-carbon microelectrolysis,Fenton reagent and biological contact oxidation .The results shown that the removal ratio of COD can be about 40%in the condition

18、 that original COD is about 6000mg ·L -and pH=2.2and time of ferric-carbon inner electrolysis reaction is 50min.Then after adding 220mg ·L -1H 2O 2(30%in per Liter wastewater,the removal ratio of COD becomes over 75%.Finally,wastewater that pretreated by above methods was treated by biolog

19、ical contact oxidation process .In the end;the final effluents can be suit for the national wastewater discharge standard.Keywords:oxytetracycline wastewater;ferric-carbon microelectrolysis;Fenton reagent;biological contact oxidation process12345620040060080010001200ÁÂÃÁÂ

20、95;ÁÄÃÁÂÃC O D /m g ÁLÁ····图4生物接触氧化处理前后COD 的变化Fig.4Change of wastewater COD of bio-contact oxidation(上接第108页TREATMENT OF ARTIFICIAL SULFIDE-BEARING WASTEWATER BYA MICROBIAL FUEL CELLMao Yanping,Cai Lankun,Zhang Lehua,Song Yanting,Huang Guangtuan,Liu Yongdi(School of Resources and Environmental Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China Abstract:A microbial fuel cell (MFCwas used to treat sulfide-bearing wastewater,which showed that sulfide could be oxidized to elemental sulfur or sul