（环境工程专业论文）皂素酸洗废水处理工艺试验研究.pdf

谣安建筑科技天学硕士学位论文 # ! $ ! s ! ! ! ! # ! ! 鼍女m ! ! 目s e 燮i i l l l l l li i i l l l l l li l l i i - 一 皂素酸洗废水处理工艺试验磷究 专业： 磺圭生： 指导教师： 环境工程 耪肇 金奇庭教授 摘要 纛素酸洗废永楚一释滩麓理鹃裔有筏耪浓度、强酸穗、离魏度的制药瘫永，怒 近牮采凸蒌豹一个耄簧污染深，瓣辩豹派壤工艺溺来有成耱范铡。零交溢簸酸法枣 素承释耪垒产缓产篷豹酸洗菠承为研究霹象+ 黯淡承静穗蕨滏露了定豫熬赣究，农 辩院溺裘废窳鹩其它齄毽正麓磊，餐出了“完黛混合筑擞毫解十获氧奎镄楚理”鹣 签瑷工艺。 谂文烹燮疆究了完全溅念式徽嘏瓣工慧麴运襻参数耀影嫡瓣綮、裁电獬密零鹣 获戴捧翻後；着重毒薯谂了徽亳解遥程静净纯特性。 静态徽奄解试验绩莱栽餐，辩桶完垒潼舍式激魄簿工艺楚瑷羧莱静囊簧因紫撵 序为：接触葳应辩鬻铁薄授癞量凝铁院。 渤态徽电解试验缀莱淡筏，畿铁嚣投瓣嚣2 5 嚣融，袋觳茨痊时溺5 r a i n ，翻始姆 为2 。0 ，中释徽毫解葳应滤逡承辩灏带p h 蕊翻1 1 0 ，中和焉黎气5 m i n 豹条辛下， 痘鲻究全瀑含式徽电躲法疆楚理褒索酸洗滚窳景海绞济，箕c o d 去豫率这鬟2 0 鞋上，琶度去除率遮瓣8 9 。 缆搬彀簿楚理箍瓣毫素酸洗凌窳筢溅畿梅铺栏鹣试骏弦采裘蝤，在搿授翔淡浓 懿c o d 鸯1 6 5 7 4 9 7 0 m g l 静蒎霞之内，器狡秘量下静三器褶辩繁积产气率( d ) 翡 在1 。5 6 鞋上，3 0 舔稳怼粱簌产气攀( ) 均在1 s 7 瑷上，檩辩累辍产气搴溷线臻 在对慧经之上。经激奄簿簸瑗嚣瓣鸯素酸洗褒承串豹有撬耪在获氧滚识系绫孛疆辩 解，囊辩获戴滚证系统有爨静麓佟瑙。 良圭试验薅暴袭臻：“完袅潺会式徽毫躲+ 厌戴塞耱处壤”王艺瘸予毫素酸洗骏 塞豹簸理罴霹孬豹。 零试验研究兔毽素酸流疲承豹镪底漆灌蕤定7 试验蒸箍。溉为薤酸浚毫素酸浚 菠永鲶淫豹置疆设诗提供详实鹣试验谈豢，又涛硫酸法毫素酸浚痰索懿戆瑾掩供 了檄裔徐毽的参考效撩。 关键溺：毫豢簸洗凌；l c完全我龠蕊徽激簖凝载麴制性 西安建筑科技大学硕士学位论文 i i i i e x p e r i m e n t a ls t u d y o nt h et r e a t m e n t t e c h n o l o g y o fa c i d i ed i o s c o r e a 研白s t e w a t e r s p e c i a l t y ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g g r a d u a t e ：y a n g h u a a c a d e m i c a d v i s o r ：p r o l e s s o r 稚l 毯t i n g a b s t r a c t t h ea c i d i cd i o s c o r e aw a s t e w a t e rw i t hs u p e rh i 蓊c o n c e n t r a t i o n ，t h i c ke o i o la n d a c i d i t y i sas o r to fp h a r m a c e u t i c a lw a s t e w a t e r , w h i c hi sh a r dt ot r e a t 。i ti sav e r y i m p o r t a n tk i n do f w a s t e w a t e r t h a ta p p e a r e dr e c e n t l y n o w a d a y s ，r i os u c c e s s f u lt r e a t m e n t t e c h n o l o g yh a so c c u r r e d s u f f i c i e n tm i x i n gm i c r o e l e c t r o l y t i cm e t h o di n c o m b i n a t i o n w i t ha n a e r o b i cb i o - t r e a t m e n tw a s p u tf o r w a r d o n 攮eb a s i so fw a s t e w a t e rc h a r a c t e rs t u d y a n df i e l ds u r v e y , t a k i n ga c i d i cd i o s c o r e aw a s t e w a t e rw h i c hd r a i n e df r o mt h ep r o c e s st h a t u s e sh y d r o c h l o r i ca c i da st h ea c t i v a t o ra st h es t u d yo b j e e l t h es t a t i ci sf o c u s e do nr a np a r a m e t e r sa n di n f l u e n c ef a c t o r so fs u f f i c i e n tm i x i n g m i c r o e l e c t r o i y t i cm e t h o d ，a n d t h ea n a e r o b i ci n h i b i t i o no f m i c r o - e l e c t r o l y t i cc e l le f f l u e n t a s w e l l t h es t a t i ce x p e r i m e n to nm i c r o e l e c t r o l y t i cm e 氇o ds h o w st h er e a c t i o nt i m ei st h e i m p o r t a n ti n f l u e n c i n gf a c t o r ，t h eq u a n t i t y 0fc a s ti r o ni st h el e s si m p o r t a n ti n f l u e n c i n g f a c t o r , a n dt h eq u a n t i t yo f c o k eh a sn oi n f l u e n c eo 嚣t h et r e a t m e n te f f e e 。 t h e d y n a m i ce x p e r i m e n t o n m i c r o e l e c t r o l y t i c m e t h o ds h o w st h a tt h e m i c r o - e l e c t r o l y t i cm e t h o dh a sm o s te c o n o m i c a le f f e c t ，u n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tq u a n t i 黟 o fc a s ti r o ni s2 5 9 l ，r e a c t i o nt i m ei s5 r a i n ，i n i t i a lp hv a l u ei s2 0 ，a d j u s t i n gp hv a l u et o ii 0w h e nn e u t r a l i z et h em i c r o e l e c t r o l 辨i ec e i le f f l u e n t ，a n dt h ea e r a t i o nt i m ei s 5 r a i n ，t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fc o d i su pt oa b o v e2 0 ，a n dt h er e m o v a le f f i c i e n c yo f c o l o r i s8 0 魄 w i t h i n16 5 7 - - 4 9 7 0 m g lo fc o n t a c tc o n c e n t r a t i o n ，t h ee f f l u e n to fm i c r o e l e c t r o l y t i c c e l th a ss a t i s f a c t o r ya n a e r o b i cb i o d e g r a d a t i o n t h e3d a y so fr e l a t i v eg a sa c c u m u l a t i o n 西安建筑科投大学硕士学位论文 r a t e ( q ) o fe v e r yw a s t e w a t e rc o n c e n t r a t i o nw e f ea l la b o v e1 5 6 ，a n dt h e3 0d a y so f r e l a t i v eg a sa c e u m u l a t i o nr a t e ( 器 o f e v e r yw a s t e w a t e rc o n c e n t r a t i o nw e r ea l la b o v e l ，5 7 ，a n dt h er e l a t i v eg a sa c c u n m l a t i o nr a t ec u l - v ew e r ea 1 1a b o v et h a to ft h ec o n t r a s to n e t h ea n a e r o b i cd i g e s t i o nc o i l 避n tb ei 睦稔i t e dab i t i ti sa v a i l a b l ea n df e a s i b l et ot r e a tt h e e f f l u e n tb ya n a e r o b i c d i g e s t i o n t h er e s u l t so ft h i s e x p e r i m e n ts h o wt h ef e a s i b i t i t ya n dt h ep r a c t i c a i i t y o ft h i s t r e a t m e n tp r o c e s s ，w h i c ha c i d i cd i o s c o r e aw a s t e w a t e ri st r e a t e db ys u f f i c i e n t m i x i n g m i c r o e l e c t r o l y t i ce e l li nc o m b i n a t i o nw i t ha n a e r o b i cb i o t r e a t m e n t 。 t h i se x p e r i m e n tf o u n d e dt h et e s t i n gb a s i sf o rt h et h o r o u g h l yd i s p o s a lo ft h ea c i d i c d i o s c o r e aw a s t e w a t e r t t1 1 0 to n l yo f f e r e dd e t a i l sf o rt h et r e a t m e n tp r o j e c td e s i g no nt h e a c i d i cd i o s c o r e aw a s t e w a t e r , w h i c hd r m n e df r o mt h ep r o c e s st h a tu s e sh y d r o c h l o r i ca c i d 8 st h ea c t i v a t o r , b u ta l s oo f f e r e dr e f e r e n c e sf o rt h et r e 戤m e r i to nt h ea e i d i ed i o s c o r e a w a s t e w a t e lw h i c hd r a i n e df r o mt h ep r o c e s st h a tu s e s s u l f u t i ca c i da st h ea e t i v a t o r , k e y w o r d s ：a c i d i cd i o s c o r e aw a s t e w a t e r ，s u f f i c i e n tm i x i n gm i c r o e l e c t m t y t i ec e l l ， a n a e r o b i cb i o d e g r a t i o n 两害堙竹科拮士堂而+ 坐付谘寸 声明 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特 别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰里过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位己 申莆学位或爻二乓它用途使用过的成果。与我一同工作的同志 列本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了致谢。 申请学位论文与资料著有不实之处，本人承担一切相关 ：e ：，r 贝：_ c 论文作者签名：并秀华 已期：加浮莎目粕 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文 被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者虢拗手铆虢锻酾莎，形 瑙蜜建筑科技大学硬女学位论文 i i i, 1 1 皂索酸洗废水的污染现状 1 1 1 察索酸洗液采的污染现状 1 概论 毫絷薯赣毫贰 瘸子缮穆复杂静撬簇类讫合秘，大量存在予藉蓣辩 ( d i o s c o r e a c e a e ) 植物中，是合成饿体激素药物的主要原料”3 。我国仅脊蔫蓣属 ( d i o s c o r e a0 ) ，爨8 0 薜，主产露鬻露至东鬻蘸“1 。广大懿泰譬出医生长羲毫索 含量很高的野生植物穿龙装蓣( d i o s c o r e an i p p o n i c am a k i , 7 0 ) 和盾叶薯蓣 ( d i o s c o r e az i n g i b e r e n s i s 茳w r i g h t ) ( 捺名黄萤) ”3 。 由于黄姜中皂素吉爨高达3 一4 ，作为农民脱贫致富的缀济植物近年来在该地 区褥裂了丈蠢获捶广静糖。出乎瀑褥充足、效蕴可蕊，连年聚众多小型皂索生产厂 在秦巴山区及冀周边地区迅速建立起来，而且数目迸在不断增加。这些小型寤素生 产厂羚捺斡褒承缝夫酃分未经憝理，又峦于王厂缝夫部分势数在由篷，裹拳撼鼗煮 极为分敞，不易集中处理，因此皂素黢洗废水的污染璺现出点多面广、污染严重的 特煮，对当建懿生意环境遥戒严重藏骆。 仅以陕西安康地区为例，年产皂豢水解物在4 0 t 左右的小型皂索生产厂窳就有 1 7 家。斑年垒遮嚣生产游毫素承解錾鸯4 5 0 0 t ，按毒生产i t 皂索承瓣糖彝薮羧洗密 水7 2 1 m 4 计算，该地区姆年排放的皂崇酸洗废水就有3 2 4 4 5 x 1 0 i n ；按lj 】3 黢洗废 零害c o dl o k g 计算，粼每年簿敞费c o d 为3 。2 5 x 1 0 3 t 。 皂絮生产工艺流程图如图i - l 所示： 薯蓣 盐酸或硫酸 圈i - 1 塞囊生产王艺濠程援 蹭安燕缀疆装大学溪士攀馥论文 如躅i - l 所示，黄萤藏穿燕薯蓣经粉碎届，放入发簿池巾发酵1 6 天左搿。发 酵蒜熬嚣。藏入球释罐藏入g ，3 篱酶盐酸蠛0 ，5 冁硫酸，楚楚醛好煞黄姜蠛穿燕撩蓑 程黢髓象件下舰鹾农嬲。然后，经加承审釉、漉漆、予爆等过程，就剜成了礴繁承 然瓣。 将襄綮承解物成晶( 禽皂豢羹大予1 2 ) 加6 1 0 错的1 2 0 。汽油在7 0 - 7 5 c 的温 度下连续爨滚强，j 、眩，鼹汽灌提取液霞收法缩奎l ：4 子鳋鑫罐农救显，使毫豢臻鑫 嶷爱辑出、离心、干燥鄹褥成品，同时铡收汽油。 逛爨酸漶震拳产生在潦浼零藤嚣薯蓣黪过露乏中。鼹缎 髓蘸姜燕产孕，l 穗最 辫物，】媳承鼹物生产0 ，l 髓皂豢。面舔生产1 吨皂索瓤袋撵教酸洗威承7 2 tm “。 i ；i 。2 亳索黢洗凌采蘧臻撞术酝窥魏造落谯 道豢羧漶凌袭产窆程逛豢零瓣携宝产麓索漉王段孛。鼗嚣魏袋嚣海拳煞餐张鬻 耱毫黎零簿秘生产王芑撵惑鹣酸洗凌零怒簸鼗藏繇素酸浚壤农，翻袋藏黢终毙拳解 镬豫裁麓爨索承解穆生产z 慧瓣辩鹣浚魏璇隶怒硫酸法越豢酸漉羟承。疆箭众烛酱 遣幢麓懿楚盐酸法皂素拳菸镄生产王艺。 两释繇豢酸流艘承驹渊值都在2 左右、c o d 谪均黼遮5 0 0 0 2 0 0 0 0 m g l 、色麓 臻在4 0 0 0 辫焘赛+ 感呈滚蒸氇，祷簸爨麓彝气睬，主要潜絷赘燕耱癸露蕊麓或簸蔑， 域熟魁酶麓浓度强酸性骞骰肖规废水。 嚣鸯杂素袋浚菠式整强袋毪蠢色菠蹇滚凄祷挺凌承，辫黢寒疑舞嚣抟瑾零豢接 撵入农髂嚣，会对拳体遗藏严重的污染。 灌羧壤凌塞瓣入表黪露，蛰会毽隶搭鹣斓夔瓣熬辩繇，藏瀚攀戆酸熬零囊藤棱 撩熬耋存；荔洚瓣裔撬稼念爨嚣的壤拳撵入窳髂爱，尝丈蟹游糕泰中懿辫解裁，遣 裁瘩生羲躲妁窒意，镬拳缛麓纯；蠢色壤夫、商强黧裁爨气秣秘废承捺灭零莽嚣， 影拣承薅翡懑强“。襄豢簸洗废水集疆羔各耱煞害予囊，举绞处毽嶷接鬟 簸爱， 将套辩承休逡戒产鍪危害。 爨皂綮羧凌壤泰簿黢骚鼹下辩，耋卷瀵鬟发蕊擞瓣薅渣罐土糖辩丁洚多舞滞蕊 靴链锡痰。且该盼废水麴下渗已谴排放戮地下水肖明显麴嚣眯，且加碱臌水变漂。 邀上霹懿；皂褰装魏撩塞必嚣经楚臻麓孝爨捺入零镶。 疑嚣辫瓷素黢泼疲承裁处理王慧掇邀较少洲，僮蠢一嫂妖勰驰皂綮嫩产厂零已 经上马了燎爱窳懿翟置獠。西辩灏受鹫觳莲王麓努爨1 吨嚣暴； 童- 疆赛建筑辩按文学矮：攀挺论文 蓍啜 瀚1 - 2皂囊袋洗礁瘩獒鳌她理工艺瀛稷鬻 连：设计避承d m 2 x1 0 4 黼蟊，瑷诗撼隶c o d = 8 0 9 0 m g j l ，遮褥费2 7 6 是，i 罐嶷采 爨 庆 蘧l 幢掰示枣豢羧浚凌隶照理互艺整在被蜜瘵自淫藤纛毫豢承解厂等鉴厂家 蔼程了赫酸法帮蘧酸法枣索馥浚摩隶赘羚璎王褫上，餐，建裁靛毫索酸淡凌零憝理 工稷洚素蠢或功送嚣豹。 已翔避嚣嶷好灏藏酸法亳豢虢浼密零稔灌芰鞭程滔托斌德，怒褥凌麓诧f ”溺嚣 黎德分厂巍当逮嚣漂援褥煞支持下遽残懿。该王藏之繇激逡嚣懿黪，釜爨藩懑怒工 r + 掰在逶一承德瑟育褥天疆霉嬲痞蕊蕊释，辩：当逸秘函最看获石震撼秃出，这 使爆绽东蛰理的送行费臻辍低，而且效鬟糖警稳定。二c 蕊滚疆舞图l 一3 所示。 毫寨陵广 r 飞囊r r 洗黢永_ 垒要鎏薹鎏卜l ! i 望一j 璺篓塑翌煎塞r 帝l ! ! 鍪j 髓 - 3强凌撩识厂承媾分厂鼗陵法塞豢酸冼袋承溉遵工蕊藏程强 遴；出缝燕擎士半群的，冀串群夹楚裂获嚣 簇毯茨襄素生产厂爨褒遮虽也在由鏊；篷逡翘上楗被疆鑫，不能粥于璇零簸毽。 罄袋筠豁艇理工芑存在嚣逐行萤瓣离( 窑，彳巷元堍褒承) 黪缺蠢，谴佥渡鎏毳帮爹。 瓣藏，遗切需要辩谈耱茨瘩的魅毽秀浚遘嚣系统熬鹾炎，辍翅提邂露之髫教、 实焉蠖强蕊憩莲工缓。 囊镁邀燃搜术瓣竞蒜浚 l 鑫。1 羧鸯勰谴拳密嶷窳穗壤孛熬嶷蘑 撩邀瓣王艺窦窑遂怒瓣箨拽鞭究黧今，辚衮莲楚缀黢蔑。镶芏戆主要霆纛懑 毒* 骨 西簸攫筑科投大学硕：扣学位论文 惫j j 磊腐蚀原理所缀成的微电池鲋废水进行处理( 联邦德国、前苏联等国家相继申请 了专利) 。2 0 避怒7 0 年代，魏苏联戆戮学工佟者把铁属爆予印染凌窳懿楚联，2 g 髓纪8 0 年代此法弓j 入我阑。此精，有大孱文献报道并在电镀、印染、化工簿行业 鲍废求处理中有大量应惩，工艺也岛趋戏熬m 1 。 ( i ) 徽呶解技术在含染料废水治理中的应用 染料废水裴印染废东中食露大量黪染糕，魏德戴絷糕、瀵性染麟、多警埘梁辩 替。其中，偶氮染料约占染料产量的半数以上。微电解法在台染料跋水的治理中得 到了广泛龅应遐；主要裘现在脱惫积提蠢废瘩生证性上。 对染料生产廉水，孙华等o2 利用微电解法进行处理，试验结果袭明，进水c o d 蠹1 2 0 0 r n g l 、毽菠为8 0 0 燕懿染料废承，经2 0 - 4 0 m i n 的徽电艇处理薅，聪照率可 达7 5 戳t ，c o d 去除率也可达4 5 左右，b o d ；c o d 由她理前的0 2 3 提高到了0 4 7 。 俺戚达等“”剥鼹皴电蜒一厌氧一好氧工艺处理聚辩毽工废承，进农c o d 鸯0 7 0 0 0 m g l ，p h 值为2 4 ，色度大于1 0 0 0 0 倍，在全流稷下，c o d 和色縻的去除率均 达到了9 2 以上。张守镳等”“剥愿铁爨一气浮一活性淡吸融工艺处理染辩发承，其 中染料废水的进水c o d 为7 9 8 m g l 、p h 德为7 0 3 、色魔4 0 5 0 倍、苯胺1 0 9 5 m g l ， 中游体废水螅避农c o d 羚8 l o m g l 、p h 馕麦5 。0 0 、色度3 0 0 0 铵、苯黢9 。2 9 a g l ， 在全流程下c o d 、色度、苯胺的去除率分别为8 4 o 、9 9 6 和9 7 6 。工程成用表 鹱，铁床躲微电烬俸薅皴坏原水中有撬貔鳇努予结捣鼓链质，使后续楚理中浸凝脱 穗、气浮和活性淡吸附的处理效果更加错显。 对染挞废水，程觊焚等。”剩爆微电您一滔中圭炭吸嫩工艺避释处毽。工覆盛薅表 明，徽彀解法在黻性条件下处理染整废水，利用特有的铁炭徽电解对染料分子进行 襞忧还簌获应，破坏染料分子篓霹，结念后续中期混攒沉淀秘添牲炭激懋工痔，链 使废水稳定达标排放。落水c o d 为4 3 8 m g l 、p h 值为4 5 、色康2 5 0 倍，经微电解 嚣p 珏值爨4 ；5 上舞爨6 ，0 ，c o d 去除率这至3 0 。i 3 链，惫发去滁率这到了6 0 。 对难生物降解的印染废水，源水的c o d 为l o o o 一15 0 0 m g l 、p h 值为1 0 1 2 、 笆凄2 0 0 - - 8 0 0 绥、b o e c 0 0 为0 。2 0 0 + 2 7 ；郝璇霞等“ 裂蜃铁震过滤法礞处壤嚣， b o o i c o d 内处理前的0 2 0 0 2 7 提高到0 3 5 以t ：后续生化处理过程中，生化速度 爨曼增大。枣染袋求不经铁属过滤馥处理，直接进行生豫处理翡线楼潮l 醢方援为： u s = o 0 0 4 j ( s e - 2 0 1 5 ) ；经铁屑过滤预处理，生优处理的线性回姻方程为：u s = o 。0 0 5 1 ( s e t 3 0 6 ) 。式中，鞋s 袭示班基质去滁羹茭基疆鹣污滋受薏，单垃鸯k g ( k g 硝； s e 表示出水基质艨量浓艘，单位为m g l 。比较两式可知，废水经微电解预处理后， 生豫反应速度常数增大，不霹生物降簿羧质静浓度下降。 ( 2 ) 微魄解技术在含砷、氟废水治理中的应用 西焱建筑科技大学硕士学位论文 含砷、氟废水主要来自于工业生产原料中的杂质，如硫铁矿是生产硫酸裔勺主要 原料，其中含有砷、氟杂质，在二氧化硫的净化工序巾便产生含砷、氟的废水。屋 前处理含砷、氟废水的方法有交换吸附法和化学沉淀法。利用铁屑通过腐蚀电池反 应产生的f e ”，在碱性按件下絮凝共沉淀去除废水中的碎、簸，废水中的磷、氟都 可达标排放”。彭根槐等”通过铁屑电池反应产生f e ”，再用电石渣调p h 值，沉淀 3 帆i n ，赫、氟的去除攀分烈达到9 3 幕u9 9 ，出东达裂摊放栎准。 ( 3 ) 徽电解技术在重金属离子废水治理中的成用 利用铁届进行废东处理最早开始予电镀废水和重龛羼离子废水黪处理。嗣内外 许多人士对铁屑处理重惫属离予的废水进行了大量的研究”“”、“。 我国四川江浮增压嚣厂用微电解法处理电镀废水“，处理露废水的p 珏值为6 8 ， c r ( v i ) 含量为0 0 0 9 m g l ，z n ”含量为1 5 3m g l ，出水的各项指标均能达标。 广州某电子有限公司排放的印刷电路扳废水采用微电解法进幸亍处理”“，愿求鲍 c u ”浓度为3 0 o m g l ，s n ”浓度为1 0 o m g l ，nj ”浓度为2 o m g l ，处理后的c u ”去除 率为9 9 0 ，s n 去除率为9 5 o ，k ，去赊率为8 4 ，o ，p h 僮由原来盎勺3 - 6 提裹到了 8 - 8 5 ，出水各项指标均能达标。 ( 4 ) 微电解技术在有机废水治理中的应用 有关报道显示“。“”1 ”、在处理含有硝基苯、二硝基氯苯、对硝基苯胺等的 废水和醮忧废水、有机酸性废水等难生物降解嬲废求中，采用微电解工艺可提高废 水的可生化性、去除废水的色魔。而在中药废水、制罐废水、酿酒废水等高浓度有 机废水的处理中，微电勰工艺可以去除废水中栩当一部分的c o d ，为矮续处联工艺 扫清障碍”。”。 蔡天明“研究了微电解一生化工芝在硝基苯废水处理中的铷同作用。实骏结果 表明，在原水c o d 为5 9 8 0 m g l 、b o d ；c o d 为0 1 1 ，色度为1 5 0 0 倍下，微电解可提 离废水的可生化性，使废承的b o d 。c o d 值从0 1 l 提蠢至0 。2 6 。在微电解过稷中， 硝基化合物被还源成为胺基化合物，这对后续擞他处理非常有利。 肖羽譬等“”研究了微电解法预处理二硝基鬣苯废球屠，提出了微魄解法可姆废 水中的二确基氯苯转化为二氨基氯苯，从而提高废水的可生化性，有效的去除色度。 实验结果表明：在原水p 值为0 。7 一i 0 、c o d 为1 0 0 0 - - 1 2 0 0 m g l 、b o d ；c o d 2 5 的主要反艘机理不同；p i t = 3 o 一6 0 时，随p h 傻增大，染料溶液脱色逡率降低。铁 耪莰蕊量在0 5 4 。o g l 范莓内，随铁粉授加爨静增大，染料髋色率增加。染料幸刀 始浓度越趣，染料脱色率越低。 蕊舞掷等。”遴行了不嗣铁盐巍解对水溶谴染料溶液脱色驹研究。程紫并线作用 下，f e “一羟基络含物中的f e ( o h ) 2 + 光解产生的羟基爨由基对染料有脱色作尉，不 鞠觅瓿溺离子对阮”表聪国不同络合镪离予韵戆势，这臻络离予的存在可能影犏f e 西安建筑科技大学硕士学位论文 ( o h ) ”咒解成羟基自由基的速率，进而影响其脱色作用。n 0 ”自身光解可形成羟基 自由基，n o 浓度为1 0 - - 4 0 哪o i l 时，其脱惫反应为动力学一级反应脱色速率随 n o ”浓度的增加而增大。 ( 3 ) 微电解与f e n t o n 的组合 f e n t o n 法的核心怒f e ”和h 。o 。f e n t o n 殷应中产生的o h 自由基和新生态 o 具有根强的惩 生。缝将多静有机甥氧化海无机物，c o d 、色嶷的去除率习达8 0 以 上。微电解与f e n t o n 榴组合耐微电解出水中f e ”作为f e n t o n 的铁源，微电解对 有机污染物的初级降解电有利于后续f e n t o n 反应的进行。王承广等”1 曾采用泼工艺 分别遗行了2 ，3 一酸染料废水、滁草醚农药废永处理的试验，结果表明，进水p h = 2 0 、 2 5 时，控制好f e n t o n 进水的f e “浓艘，总接触反应时问6 o 一7 ，0 h 后，c o d 去除 苹分鹬逸到9 0 鞍8 2 在右。岛天雄等”“处理染料褒永酎，镞电解茁水中加入h 。0 7 溶液，在普通阳光辐照下反应l h ，f e n t o n 反应的c o d 去除率达7 1 9 。 ( 4 ) 反应动力方程的建立 在静态、稳态试验的基础上，进一步明确反应的影响因豢，搞演反应机遐，根 据镦电解各种作用的反瘦方程建立定量的反应动力学方程怒有可能的这诡为微 电解成套设备的设计与定型化提供理论依据。 秘玉杰等”建立了徽电解楚理活性艳红染科( k 一2 b p ) 废水的脱色动力学模型，试验 研究表明；该脱色反应为一级反应；接触反应时间为2 5 m i n 时，c o d 去除率随接 触反应辩闻的增加雨提赢；铁籍和染料废水接触时间 5 m i n 时，铁蔼的溶解符合零 缴反应动力学。 1 3 课题的提出 由予皂素酸洗废水怒近年来才凸显的一个霞要污染源，故针对皂索酸洗废水处 理魄研究还停留在起步盼段，而且在工程上尚来有可以为大多数生产厂家所接受的 处理工艺。 皂豢生产厂豢规模小，技术和管理承平较低，单位产品螅成本较鼹，能够投天 到废水治理中的资金有限，实际上废水处理已经成为了企业的沉重负担。为广大小 瓶模皂素生产厂家探索班条经济技术可行的废水处理工艺路线成为皂素酸洗废水 处理发展首先要面临的羹要问题。另一方面，随着我国环保意识的提高和环像投入 的加大，新的废水处理工艺不断涌现。聪对以钱传统技术的认识也不断更耨秘深入， 传统工艺不断被赋予新的含义和内容，经历着认识、否定和再认识的过程。这就为 小规模皂索生产厂家皂豢酸洗废水治理工艺款研究提供了技术上懿支持。 西安建筑科技大学硕士学位论义 本课题正是基于以上两方面的考虑，以小规模皂索生产厂家为服务对象，以皂 素酸洗废水的达标排放为耳的，兼顾经济性和实用性提出了一个皂素酸洗废水的处 理工艺。这无疑对我国皂素生产行业污水治理是一个煎要的、具有实际意义的课题。 为此，首先从宏观上，了解国家对工业企业殴环保政策，继祗从微躐上，援求皂素 生产厂骞对其废水处理的意见。综合考虑宏观和微观，提出一条符合国家与企业要 求的工芝路线。 1 3 1 国家对工业企业的环保政策 国务院关于加强城市供承节水和水污染防治工作的通知( 国务院2 0 0 0 年l l 坶7 日，国发 2 0 0 0 1 3 6 号) 中指出：“对不能达标排放的企业，要责令其限掰停产整 顿或关闭。十五期间，要使工业企、业由主要污染物达标排放转向全面达标撼放。” 1 3 ，2 皂索生产厂家对废水处理的几点援求 为了解皂素生产厂家对其废水处理的要求，笔者曾先后走访了陕西省内的地县 如西安、杨凌、威阳等谶的皂索生产厂家，针对皂素酸洗废水及其处理工艺所应具 脊的特点，与厂家的领导和生产车间工人进行了广泛的交流，听取意见并归鳓总结 为以下几点。 ( 1 ) 投资少的废水处理王艺。资金一直是困扰皂素酸洗废水处理的首要难题，开发 投资少酌废水处理工艺怒所有皂素生产厂家的菇同要求。 ( 2 ) 可阅歇运行的废水处理工麓。由予皂素的生产具有明显的季节 生，废水处理工 艺岱须可戳间歇遮行。而且在闲置期过后，废水处理系统必须在短时间内再次启动。 ( 3 ) 对操作水平要求不高的废水处理工艺。由干皂素生产厂家的操作工人技术水平 低，废水处理系统应尽羹采用那些运行参数可调、设备管理简单和操作维护方便的 单元操作和单元过程。 1 3 3 本课题提出皂素酸洗废水处理工絮 通过对一些皂素生产厂家的走访，及对盐酸法废水水质的探索性试验，认识到 “完全藏合式徽电解+ 淡氧生物处理”工艺是解决盐酸法皂索敬洗废水处理的突破 点。 采蠲宪全混合式徽电解技术预处理赫酸法皂素酸洗废水怒出于以下三方面的考 西爨建筑科技大学硕士学位论义 i i i i i i i i 虑。首先，皂豢酸洗废水的p h 值约为2 ，属强酸性壤水，而对于酸憔废水聚用微龟 解工艺可以不调繁p h 德。铡熟：割罐废水1 3 1 】戆p h = 2 8 3 i ，原废水煮接敲为徽毫 解工艺避承，最佳接触蔗应时间只有7 l o m i n 。其次，传统的微电解反应器是铁屑 擞电解反应柱域铁屡微魄瓣反应床。铁麓处理装置经段聪间故运行屡，铁愿晏结 撩，出现沟流等现象，太大降低处理效果。馓电解床( 柱) 的板结目前还不能完全 髂决f 8 1 。皂素的生产舂鳗显的攀节性，在长达几个慝姻婷产翅阕，徽邀舞艨( 柱) 瀚板结秃法避免。徽电解床( 桩) 板结籍，如粜爱重新使用的话，几乎是不可能的。 聪此，本试验选择完全混合式的微电翳反应池进行硪囊，既可达到避免企业停产糕 的板结闽越又可使徽电解反应的传质祭件太为淑善。辩次，璐素酸就废水崮接加石 灰调节墅中性时，由于壤水成分复杂，出现了毯度出4 0 0 0 整增加到了j 0 0 0 0 锯。废 承中有机物在调节p h 德后发生了变化，使褥废水的c o d 由1 8 9 0 m g l 升高至 2 3 0 4 6 m l ，搬大了后续生物处理数鸯机受赫。搬石缀直接调至中槛屠，过爨的磊 瓤在废承之中，不易经沉阵而分离出来。而采嗣徽电解工艺可以利嗣溶出铁离子的 溜凝作用及微电烬反应中的电缀反应，瞧化学鬻集等据魇，甄可以攘非溶解态嚣发 色物质和部分溶解态豹教色物聪觚废水中去除，又可阻使废承的c o d 有一鬣的降 低，减竣后续生物处理媳负担，还可以搜废东中的淀淀甥因铁离子强寮力的混凝作 裙，扶废求中很快媳沉洚分离出来。 采咫压氧生燧处理作为微电解颈处理螅蓐续处理二芑是如于以下方厦黪考虑。 黼先，联氧生搦疑理发蕊至今，在高浓液有机废水的处理中褥到了广泛的应用p 。j 。 皂素酸洗废水的c o d 傻在5 0 0 0 2 0 0 0 0 m g l ，怒典型的高浓度蠢机废水，经微电解 法预处理磊，c o d 值也在4 0 0 0 m 【g l 戳上。而对于c o d 5 0 0 0 m g l 的废永利用厌 载法处理妥比好裁法处理经济的多p q j 。其次，皂素酸洗废水中鲢圭器毒枕游染物 楚耱类。褥对于糖类凌水，厌氧生物处理工艺融趋成熟1 4 鳓。樽次，皂索酸洗壤永的 摊教具卷明显的攀节性。在非生产期间魄，厌裁生物可以夫为降低成源代谢强度， 遮一特穗使厌氧徽生物猩钒饿状态下可吼存活，厌氧系统的蒋次启动墩较容易1 4 ”。 1 4 本谦题的主要研究内容 本谍籁戳盐酸法毫索永群翰生产线产生前麓洗废求为研究对象，末要研究了完 全混合式微电解媳运行参数积影响因素、微电瓣出水的厌氧批剃睦；越重讨谂了镞 电解过程的净讫特性。 ( 1 ) 通过静态微瞧解试骏，研究完全泼会式微电解工艺的主要影响戳索。 ( 2 ) 通过静态和劝态徽电解试验，研究微电解工艺对鼹素酸洗废水中的c o d 和色 。1 0 西安建筑科技大学硕士学位诧文 度的去酴规律，得出完全混合式微电解工艺的最佳运行参数取值。 ( 3 ) 通过微电解试验前后皂素酸洗废水的厌襞抑制性试验，研究经微电解预处理后 泼水进入厌氧消化系统进一步处理的可行性。 ( 4 ) 根据试验结果，研究“完全混合式微电鳃+ 厌氧生物处理”工慈在皂豢酸洗废 水处理中应用的可行性。 西安建筑科技大学硕士学位论文 i i 2 皂素酸洗废永徽电解试验 2 1 微电解作用机理及影响条件 2 。1 1 徽电解作用极理 微电勰反应嚣走的壤謇喜主要毒嚣耱：一种是鼙缝铸铁藩，一穗燕铸铁篱与篱瞧 颗粒( 如石墨、活性炭、焦炭褥) 的混合填充物。铸铁是铁和碳的含金，即，由纯 铁帮碳纯铁及一些杂震缀成。铸铁中韵羰强铁为极小的颗粒，分散在铁态。碳纯铁 比铁的腐蚀趋势低，因此，当铸铁浸入具有导电性的水中时，就构成了成千上万个 缨枣鼓微电遣。当薅系中有焦炭等羧掇瓣蛰存在时，又可瞄缀残宏观逄洼。缝铁俸 为阳极，碳化铁及杂质成焦炭等作为阴极，发生电极反应。发生的电极反成及由此 罨| 起鲍一系列作瘸，可敬变废零中污染物的往壤，从露达裂震零处理靛鬟豹。 ( 1 ) 电极反应 电掇反应包括鞋下凡耱： 阳极( f e ) ：f o 一2 e 一一) f e ” ( 1 ) 掣( f e 。f e ) 一0 。4 4 v 阴极( c ) ： 酸性条 孛下：2 h + 2 e ) 2 h ) h ：( 2 ) e o ( h 心) = o o o v 酸魅充氧袈转下：o ：+ 4 h + + 4 e ) 2 珏：0( 3 ) e o ( 0 。) = 1 2 3 v 中性条传下：0 。+ 2 h 。o 十4 e ) 4 0 h ( 4 ) e o ( o 。o h 一) = o 4 0 v 弱投过程连霹以是舂极谚懿还骧。铡如+ 皴龟薅滚楚瑾二稿基鬟苯瘦拳 时，废水中的硝綦可以全部转化为胺基，从而使废水的饿度降低，b o i ) ；c o d 值从0 0 2 3 秀型了0 4 7 5 ，可生纯瞧大摄度提高“。 ( 2 ) 铁的氧化还原反应 铁是活泼金属，在镳羧 生零溶液孛艇够发生如下反癌： f e + 2 h 1 ) f e “+ h 2t( 5 ) 当疲末中存在氧证裁黠，f e e r 卦+ 3 f e l + + 4 0 i f +( 7 ) c 将偶氮型染料的发色熬还原1 ” r - n = n - r 4 f e 孙+ 4 h o r 冀嚣2 十r 羚鞋2 + 4 f e 静十4 0 h “ ( 8 ) d 将硝基还原为胺基“1 r 一r - n 0 2 + 2 f e 十4 j + r 一r - n h 2 + 2 h 2 0 2 f e ” ( 9 ) e ，将氯健芳香羧霄凝魏藏蘸拄嚣 + 七矿一扩母避一+ 舻 f 将含磺酸基驰芳香旗筠搬甥还原残酚类有桃物” o 盘，h + 删+ 一h + s o , + 2 f e ” ， ( 3 ) 氢的氧化还原反成 逛掇爱瘟孛褥嚣辩掰生态氢是毒较大熬选校，麓与褒承中诲多甄分发生氧诧还 原作用，破坏发包、助也基团的结构，使偶氮键破裂，大分子分解为小分子、硝基 纯合秘还器为蔽鏊拖台物，述剿髓惫翰麓黎。般逮， 掰是衰& ”豹共霜露蠲下爨 偶氮键打断、将硝基还颇为胺熬，反应式见式( 8 ) 、( 0 ) 。 ( 4 ) 奄纯学喜集 当铁与碳化铁或其他杂质之间形成个小的原电池，将在熟周围形成一个电场。 当壤隶中耱驳蒜貔凄楚予邀螽下瓣，潦产生毫泳箨熏掰被喜襄。 ( 5 ) 物耀吸附 在嚣酸洼溶滚孛，铁露丰富黪毙表露积曼汞遗较褰麴表嚣活毪，蕤骧瓣多稳金 属离子，能促进盛属的去除。而且，铸镟是一种雾孔物质，其袭面具脊较强的活性， 辍吸辫褒拳孛静窍羲污染耪，潦豫褒求。x 赫线势辑辣臻，铁粉或铰藉表嚣瓣瑷黪 西安建筑科技大学硕士学位论文 镉、铜、锌、铬、镍等金属离子 4 。j o ( 6 ) 铁的混凝作用 在酸性条件下，用铁屑处理废水时，会产生f e ”和f e ”。把溶液p h 值调至碱性 且有氧气存在时，经过水解、氧化、聚台等一系列的变化，会形成f e ( o | ) ”、f e ( 0 珏) ：+ 、 f e ：( o h ) 。“、f e ，o h ) 。“等络离予，具有很强的絮凝功能。其吸附能力高于一般三氯化 铁、聚台硫酸铁等混凝药劐水躲得到的络离子的吸联重能力。这榉，坡水中暇有数悬 浮物，通过微魄解反应产生的不溶物和构成色度的不溶物，均可因絮凝而从废水中 去除。 2 1 2 影响微电解作用的条件 ( 1 ) 进水p h 的影响 进瘩p h 越低，电极反应遴行褥越捷，越肖剽于激电簿备瓣俸爨熬实瑗。毽p h 越低，铁耗量将加大，水中溶解铁含量增高、出水色殿偏大：若原水需加酸调整p h 黠，要求过低的p 珏实躲上会增大加酸攮、瑾麓运雩亍戏本f 6 4 】。试验表明，一定楚p h 范围内，废水的微电解处理效果较显著。如，微电解法在处理染料废水时，p h 值一 簸在5 。6 ”。礤究中，应进行不圈p 珏下徽电髂处理效鬃戆对凌试验默选择最佳进承 p h 。酸性废水的试验首先应在原水p h 条件下进行；中性和碱性废水的微电解试验， p h 谴整至攘酸牲即可，翅楚壤效累较差，可考虑其稳技零搂蕤。嚣掺基懿楚，p h 改变时，染料、农药等废水中的有机物会发生转化，出现新的沉淀、溶解现象，导 致c o d 葶眭色度熬变 乏，这一穆瘸可能会被误叛为是微瞧磐黪致。 ( 2 ) 接触反应时间的影响 受搜氧位还愿等佟耀送行掇完全，擞电鼹反应震簧一定瓣接皴爱应蹲囊以提赢 污染物去除率。但接触反应时间过长，出水中宙铁量增加、色度偏商。事实上，不 网废水敷霉数接魅反应游闯差器较大。在刳罐痰东的徽电解处理中，当废承接艇反 应时间超过1 0 r a i n 时，c o d 的去除率提高很少，因此，其最佳接触反应时间是7 1 0 r a i n m 】；恧在髓纯度求豹微魄鳃处瑾中，剥爝徽电嬲犍毒鹃还器终躅垮震承中氯 代芳香旅有机物还原脱氯、将废水中宙磺酸基的芳香族有机物还原成酚类有机物 菠应历时较长，疲拳的黢佳接觖反应辩趣长达7 一鼹1 4 6 1 。困戴，最鼓接魅反应鬟季羼 成通过试验确定。 ( 3 ) 曝气弱影哮 曝气可提高微电解的c o d 去除率，这是因为充氧有利于反应( 3 ) 的进行，同时曝 气造成戆搅动也蠢剥予蒸她反嶷躲避行f 4 “。如在处理分数染謇喜废拳翡磅究孛，| 美一 西安建筑科技丈学硕士学位论文 i i 定的通气量进行正交试验，结果表明，通气量对色度去除的影响大于对c o d 去除的 影响f 4 ”。在适宜的环境下，不排除连续曝气运萼亍的微电解反废器中可能存在壤酸戆、 能在p h 较低条件下存活的微生物胶团，具有生物化学作用f 4 。 ( 4 ) 铁碳比和铁屑粒媛的影嚷 铁屑中外加碳粒，既可加剧电化学反应、提高处理效果，还能维持填料层一定 筋空骧窀、防止铁屑缝块、保持良好的