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、應器設計和催化劑的固定化上也存在問題;物化法和化學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+復極電催化反應器+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準(GB8978-1996)。
　　現(xiàn)場中試試驗,結果表明:
　　以曝氣鐵炭微電解和復極電催化作為預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準。
　　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、反應時間和曝氣。當進水pH值為2-3,反應時間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。
　　復極電催化試驗

5、得出反應器在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。
　　復極電催化反應過程可分為三個反應步驟:
　　A:電化學控制步驟,反應動力學公式為:（公式略）
　　B:擴散控制步驟,反應動力學公式為:（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、反應過程由擴散步驟控制,反應符合擴散控制步驟動力學模式;在X　　中試試驗過程中發(fā)現(xiàn)復極電催化反應器中陰陽兩極板中間的填料自發(fā)膠結形成一層致密的感應電極,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極電催化反應器。感應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形成的。通過實驗室試驗驗證人為添加薄鐵

7、板做感應電極可以提高反應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準,表明聯(lián)合工藝不僅具有很強的抗沖擊負荷能力,而且處理效果很好。
　　曝氣鐵炭微電解+復極電催化+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