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印染废水是我国工业废水的重要组成之一,具有水量大,碱度大,有机物污染物含量高,成分复杂,色度深等特点,属于难处理工业废水之一。2013年我国正式实施新标准GB4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》,对化学需氧量COD、生化需氧量BOD、悬浮物SS、色度、氨氮、磷、苯胺类等主要污染物指标均提出了更加严格的要求;目前经过二级生化处理难以达到提标后的新标准,这意味着印染污水厂的提标改造,印染废水的深度处理势在必行。浙江某印染污水厂二级生化废水COD难以达到新标准,本文在前期试探试验中发现铁碳微电解工艺在不调节废水初始pH的条件下,对该废水的COD去除仍有较好的效果。实验研究采用曝气的方式强化铁碳微电解工艺,在不调节pH的条件下,分别考察了铁碳微电解工艺及铁碳微电解-混凝工艺对该印染废水COD的去除情况,通过单因素实验和多因素实验(响应面分析)确定最优工艺条件。实验结果表明:铁碳微电解工艺在不调节pH的条件下,能将废水COD值降至60mg/L以下,达到国家标准。当m(C):m(Fe)为2.98:1、铁的投量为72.1g/L、反应时间为2.6h时,COD去除率能达到50.1%。反应出水进行混凝能够进一步去除废水COD,并通过混凝降低铁盐含量,避免二次污染。当混凝剂FeCl3投量为100mg/L,混凝pH为9,PAM投量为1mg/L,混凝沉淀时间为30min时,最终出水COD为48.7mg/L,去除率为59.4%。根据实验中药剂用量情况,估算得出铁碳微电解-混凝工艺的药剂运行成本约为586元/千吨废水,相对一般深度处理工艺药剂成本较低。该工艺操作简单,技术可行,经济合理。同时,本文还进一步考察了铁碳微电解-混凝工艺去除印染废水COD的作用机理。研究发现微电解工艺对废水COD的去除率与铁盐的释出量满足多项式拟合,拟合结果为: COD去除率=0.0005[Fe3+]2+0.2177[Fe3+]+7.3656。其中R2=0.9553。Fe2+的还原实验表明,在不调节pH的条件下(pH=8左右),Fe2+对该废水中的污染物具有一定的还原作用。在Fe2+和Fe3+的混凝实验中发现,二者均能通过混凝去除一部分废水中的COD,但Fe2+的混凝作用弱于Fe3+,要达到与Fe3+相同混凝作用需要消耗更多的Fe2+。通过对比Fe3+直接混凝去除的COD、微电解后混凝去除的COD以及微电解混凝后絮体中的COD,分析得出原水中可被还原而去除的COD约占原水COD的25.9%-27.2%。通过Zeta电位的测定和对絮体形态的观察,判断电性中和不是混凝的主要机理,混凝过程可能是通过电性中和作用降低胶体的Zeta电位,使胶体脱稳之后由Fe3+水解产生的多核羟基聚合物以及PAM通过吸附架桥和网捕作用有效地去除废水中的污染物。因此,FeCl3混凝效果是电性中和,吸附架桥和网捕共同作用的结果。铁碳填料包长期运行后出现钝化现象,铁盐释出量减少,COD去除率降低。结合铁碳微电解-混凝工艺处理印染废水机理,考虑通过调节pH,投加H2O2等办法增加铁盐释出量,达到强化工艺的效果。研究表明,调节原水pH=3时能明显强化微电解反应,微电解-混凝后反应出水COD去除率由25.0%提升到53.0%,且耗酸少,经济合理。加入H2O2并不能增加铁盐的释出量,但通过H2O2的氧化作用,废水COD去除率增加为51.4%;调节pH同时加入H2O2,形成类Fenton试剂,铁盐释出量明显增加,COD去除率明显升高,高达68.0%,COD值为38.4mg/L。可根据填料包钝化程度和现场水质适当调节H2O2的投量,为避免残留过氧化物影响COD,H2O2投量建议控制在1mL/L以内。