［摘要］通過過濾柱實(shí)驗(yàn)，研究了不同濾速情況下處理印染廢水時(shí)海綿鐵/錳砂混合填料對(duì)過濾周期產(chǎn)水量、脫色率、出水含鐵量的影響，并分析了印染廢水處理前后廢水的可生化性和紫外－可見光譜的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，海綿鐵/錳砂混合填料對(duì)模擬印染廢水具有較高的脫色率，最高可達(dá)99%，并可提高印染廢水的可生化性。
［關(guān)鍵詞］海綿鐵；錳砂；脫色；可生化
印染廢水具有高色度、有機(jī)物含量高及可生化性差的特點(diǎn)，已經(jīng)成為難處理的工業(yè)廢水之一。脫色是印染廢水處理過程中必須要解決的關(guān)鍵問題。近些年來，海綿鐵作為一種多孔型金屬鐵填料，與傳統(tǒng)的鐵屑濾料相比，具有比表面積大，比表面能高及更強(qiáng)的電化學(xué)富集及絮凝沉淀的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在染料脫色方面受到重視〔1-2〕。但是，大多數(shù)研究往往集中在批量實(shí)驗(yàn)研究〔3-5〕，對(duì)于通過過濾柱進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的研究尚未見報(bào)道。筆者考慮到錳砂在海綿鐵對(duì)印染廢水進(jìn)行預(yù)處理過程中具有催化作用的基礎(chǔ)上〔6〕，研究了不同濾速情況下海綿鐵/錳砂混合填料預(yù)處理模擬印染廢水的情況，并分析了過濾前后印染廢水的可生化性變化，為研究海綿鐵/錳砂混合填料預(yù)處理印染廢水工程化提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1·試驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)材料
1.1試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置主要由有機(jī)玻璃過濾柱、PVC進(jìn)水箱和計(jì)量泵組成。過濾柱的直徑和高度分別為30 mm和2 400 mm，濾料層高度為1 500 mm。采用上部進(jìn)水向下過濾的方式，廢水由計(jì)量泵從水箱中泵至濾柱頂端的進(jìn)水口，進(jìn)入濾柱后經(jīng)濾料層由底端的出水口流出。在反沖洗和再生時(shí)，采用下部進(jìn)水向上反沖的方式，濾柱底端設(shè)置反沖洗口，反沖洗出水由上端進(jìn)水口及溢水口流出。為測(cè)定過濾過程中的水頭損失，在濾料層的兩端連接有測(cè)壓管。
1.2實(shí)驗(yàn)材料
海綿鐵：北京市某鐵砂廠生產(chǎn)，粒徑1~8 mm，含金屬鐵90%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），總鐵96%~97%，碳及其他雜質(zhì)3%~4%，密度2.3~2.7 g/cm3，堆積密度1.7~1.88 g/cm3，外觀灰黑有亮點(diǎn)，疏松呈海綿狀。錳砂：青島精威特化工有限公司生產(chǎn)，粒徑1~2mm，含錳量大于28％，密度3.4 g/cm3，堆積密度2.0g/cm3。
根據(jù)文獻(xiàn)〔6〕，本實(shí)驗(yàn)中選擇m（海錦鐵）∶m（錳砂）＝18∶1。
1.3模擬印染廢水
試驗(yàn)采用人工配制的模擬印染廢水。其中，模擬印染廢水中COD為700~800 mg/L，BOD5為230~250 mg/L，色度為1 000~1 200倍，pH為10~11，BOD5/COD為0.3~0.35。廢水中物質(zhì)組成見表1。
1.4分析項(xiàng)目方法 色度：稀釋倍數(shù)法；COD：重鉻酸鉀法；總鐵：鄰菲啰啉分光光度法；BOD5：無汞壓力感測(cè)法（WTW公司OxiTop IS6型BOD儀）；pH：pHS-3C型pH計(jì)；紫外可見掃描：Hitachi UV-3000分光光度儀。
2·試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1濾速對(duì)過濾周期和過濾負(fù)荷的影響濾速的大小直接影響著濾池的過濾周期和周期產(chǎn)水量的大小，其對(duì)過濾周期及過濾負(fù)荷的影響見圖1。
由圖1可知，隨著濾速?gòu)? m/h逐漸地增加到6m/h，過濾周期從46 h逐漸降低到12 h，過濾負(fù)荷從1.54 m3/（m·2h）逐漸增加到4.6 m3/（m2·h）。但是，在濾速為4 m/h的情況下，單位面積濾池周期產(chǎn)水量達(dá)到最大值，約為95 m3/m2。
2.2濾速對(duì)脫色效率的影響
由于海綿鐵與鐵屑具有相似的化學(xué)組成，在印染廢水中容易形成腐蝕原電池體系。其中，F(xiàn)e作為陽(yáng)極被氧化，提供電子破壞染料的發(fā)色或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，從而達(dá)到脫色的目的。同時(shí)，電極反應(yīng)的產(chǎn)物Fe2＋在錳砂的催化作用下極易生成Fe3＋，與水中的OH-形成聚凝能力較強(qiáng)的Fe（OH）3膠體，進(jìn)一步吸附混凝印染廢水中的有色物質(zhì)，使染料脫色。濾速對(duì)脫色效果的影響如圖2所示。
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