有机工业废水处理实验.docVIP

有机工业废水处理实验 1.背景与方向 ?????很多种类的工业废水中含有难生物降解有机物。难生物降解有机物也称持久性有机物。近四十年来，人工合成的化学品大量生产和使用，造成危害性很大的大量难以生物降解的化学品以废水形式排入环境。难降解有机污染物主要来自制药、酒精、农药、染料、塑料、合成橡胶、化纤等工业废水及农田废水排放，如有机氯化物、多氯联苯、部分染料、高分子聚合物以及多环有机化合物等。这些难降解污染物进入水体后，能长时间残留在水体中，且大多具有较强的毒性和致癌、致畸、致突变作用，并通过食物链不断积累、富集、最终进入动物或人体内产生毒性或其他危害。由于难降解有机物具有上述特点，它们对环境的污染是全球性的，例如非洲施用的农药可以在美洲出现，甚至在荒无人烟的南极也能找到。无论从水中的浮游生物到鱼类、贝类、从家禽、家畜到野生动物，几乎在所有生物体内都可以找到难降解有机物。可见，难降解有机物对生态环境的影响和破坏是极其严重的。另外，某些难降解有机物具有很强的毒性和致癌、致畸、致突变作用，排入水体后通过食物链进入人体，对人类的健康构成很大的威胁。???? 降解工业废水成分较为复杂，污染物成分、浓度的变化与波动频繁，可生化性较差，处理难度较高，其 CODcr 和色度往往成为该类工业废水处理达标的主要障碍，是对水环境构成严重污染威胁的工业废水污染源之一。 因此， 采用技术上可行、经济上合理的难降解工业废水处理工艺，使各种类型的难降解有机物能得到有效处理，达到国家和地方的排放标准，对社会效益、经济效益、环境效益的统一，实现可持续发展有着重要的意义。???? 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中得到了成功的应用。其 处理机理简述如下：在偏酸性的条件下（ pH=3～5）,废水经微电解反应后产生了大量的新生态[H]和Fe 2+ ，能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，破坏某些有机物质的分子结构，使某些难生化降解的物质转变成易生化处理的物质，提高废水的可生化性。同时，使废水中某些不饱和发色基团的双键断裂使发色基团破坏而去除色度。如制药废水中的硝基（NO 2 － ），不但难以被生物降解，而且对微生物有抑制作用，但在微电解池内硝基可转化为氨基（NH 2 － ），这样为进一步的生物处理创造了条件。另一方面，由于Fe 2+的不断生成，能有效地克服阳极的极化作用，从而促进铁的电化学腐蚀，使Fe 2+大量溶入溶液。废水经微电解池处理后进入中和反应池，加入石灰乳液，调节pH至 8～9，同时在曝气作用下，使溶液中Fe 2+形成Fe(OH) 2 和Fe(OH) 3 胶体，并进一步水解成铁的单核络合物沉淀。这种络合物具有较高的吸附絮凝活性，能有效地吸附制药废水中的有机物质，另外，在微原电池周围电场作用下，废水中以胶体状态存在的污染物质可在极短时间内完成电泳沉积过程。因此，铁屑微电解预处理难降解工业废水可起到吸附絮凝、氧化还原及络合等多种作用，能有效地去除废水中的色度，SS及CODcr。据有关资料以及本课题组的实验室试验，微电解处理难降解制药废水的CODcr去除率可达27.5～55.2％。色度去除率为70％。 1.1 微电解法是利用工业废料铁屑及焦炭来处理工业废水。该法成本低廉，效果好，具有以废治废的意义。在20世纪90年代的工业废水治理工程中得到广泛应用。 (1)、铁的还原性 铁的还原能力很强，能使某些有机物还原成还原态，甚至断裂。 (2)、电化学性质 微电解采用的填料一般为铸铁屑及焦炭，铸铁使铁碳合金，当把铸铁屑放入电解质溶液中时发生如下电极反应： 阳极(Fe)：2Fe→2Fe2＋＋4e- EΘFe2+,Fe=0.44V (1) 阴极(C)：4H++4e-→[4H] →2H2 EΘH+,H2=0.00V (2) 当水中有溶解氧时，O2+2H2O+4e-→4OH- EΘO2,OH-=0.40V 由上述反应可知，在偏酸性有氧的电解质溶液中，电位差最大，反应速度快，大量的Fe2＋进入溶液中。电极反应生成的产物具有较高的化学活性。 (3)、铁离子的絮凝作用 电极反应产生，在有氧存在时，部分Fe2＋转变为Fe3＋。新生的Fe2＋和Fe3＋是良好的絮凝剂，具有较高的吸附絮凝活性。当把废水的pH值提高到适宜的值时，会形成氢氧化亚铁和氢氧化铁的絮状沉淀，进一步去除了污染物。 总之，微电解处理废水时具有氧化还原，絮凝，电沉积，吸附等综合效应，因此处理工业废水尤其是染料废水具有良好的效果。 过氧化氢与亚铁离子结合形成得Fenton试剂，具有极强的氧化能力，对于许多种类得有机物都是一种有效的氧化剂。Fenton试剂特别适用于生