皮草废水处理论文范文

1实验装置及方法

1．1实验药品与仪器实验用水直接取自该皮草企业生产废水，皮草废水水质见表1．根据该皮草公司的回用要求，制定回用水指标同见表1．实验药品：聚丙烯酰胺（PAM，阳离子型，相对分子质量400～1000万），上海恒力水处理材料有限公司；聚合氯化铝（PAC），巩义市拓普净水材料有限公司；重铬酸钾，天津市大茂化学试剂厂；硫酸，衢州巨化试剂有限公司；硫酸银，国药集团化学试剂有限公司；邻菲啰琳，国药集团化学试剂有限公司；硫酸汞，国药集团化学试剂有限公司；硫酸亚铁铵，湖州湖试化学试剂有限公司．实验仪器：PHS－25型酸度计；JH－12型COD测试仪；TU－1810紫外分光光度计；DHG－9140A型电热恒温鼓风干燥箱；爱康CFY－6臭氧发生器；双向磁力搅拌器；磁力驱动泵．原水pH值用5．0mol／L的氢氧化钠溶液进行调节．选用的混凝剂为聚合氯化铝（PAC，质量浓度为30mg／L），助凝剂为PAM［11］（聚丙烯酰胺，质量浓度为2mg／L）．臭氧发生器：本次实验采用的臭氧发生器是杭州荣欣电子设备有限公司生产的爱康CHYF－3A型臭氧发生器．其臭氧发生量为3g／h．实验中采用的氧气为普氧，整个实验装置接管处均采用硅胶管和聚四氟乙烯管连接，保证管路不会因被氧化而发生泄漏．臭氧氧化实验装置：反应器是一个内径为70mm，外径为80mm的玻璃管反应器，容积为2．5L，高为0．8m，反应器0．5m高处有一接口，用硅胶管与磁力驱动泵相连．臭氧曝气时，纯氧进入臭氧发生器，产生的臭氧在文丘里混合器中与水样混合，并经5m管道反应器使臭氧与废水保持更长接触时间，再进入反应器底部．在磁力驱动泵的作用下，废水循环流动，以提高臭氧利用率．反应器0．1m高处的接口为取样口．具体实验装置如图1所示．

1．2实验方法

1．2．1臭氧氧化取1．5L皮草废水置于2L大烧杯中，用氢氧化钠溶液调节pH值为9，置于玻璃管反应器中，用臭氧曝气．反应结束后，取样测定相关水质指标，主要考察臭氧曝气时间及pH对去除色度，COD的影响．水质指标的测定方法参照《水和废水监测分析方法》第四版，增补版［12］．

1．2．2混凝沉淀调节废水pH为9，投加不同量的PAC，快速搅拌5min，然后再投加PAM，低速搅拌2min．分别倒入量筒，观察絮凝物的量．通过取样口将处理后的水装于烧杯中，然后投加5‰PAC，使用双向磁力搅拌器快速搅拌5min，再投加1‰PAM，低速搅拌2min．混凝结束后，取样测定相关水质指标．主要考察混凝沉淀对去除色度、COD、总铁与总铬的影响．

2实验结果与讨论

2．1进水pH对臭氧处理效果的影响取原水样1．5L，分别将pH值调节为6，7，8，9，10．通入臭氧10min，臭氧流量为2．67g／h，考察pH对色度、COD、总铁与总铬的影响．当pH升高时，水样产生沉淀，取上清液检测，结果如图2所示．由图2可以看出：pH对废水色度，COD、总铁与总铬的去除均有较明显的影响，随着pH的升高，总铁与总铬生成沉淀，去除率升高；脱色率和COD去除率逐渐增加，当pH＝9后，随着pH的升高，总铁和总铬的沉淀溶解而降低趋势，色度和COD的去除率也略有降低．

2．2不同混凝剂及用量的处理效果取原水样1．5L，投加适量PAC与PFC，混凝沉淀后，取上清液检测．PAC和PFC对皮草废水中色度、COD、总铁与总铬的去除效果如图3所示．由图3可知：色度的去除率随着混凝剂投加量的增加而增加，最后趋于稳定；COD的去除率随着混凝剂投加量的增加呈现先增加后变小的趋势．当混凝剂的投加量超过最佳投加量时，胶粒发生脱稳，使处理水中COD上升．由于PFC含有铁离子，显黄色，而回用水对于色度的要求较高．故两种混凝剂相比，PAC的处理效果要好于PFC，PAC最佳为20mg／L．

2．3臭氧流量对皮草废水处理效果的影响取原水样1．5L，设置不同臭氧流量，通入臭氧曝气10min后，取上清液检测．臭氧流量对皮草废水中色度、COD去除效果如图4所示．由图4可知：色度、COD去除率均随着臭氧流量的增加而略有升高，最后趋于稳定，且臭氧流量对色度影响较大，对COD的影响较小．臭氧流量过高，气速过快，使臭氧不能与废水充分接触，提高臭氧流量会降低臭氧利用率．由于臭氧产生成本较高，投加量太大就会增加投资成本和运行成本，故臭氧流量控制在2．67g／h为宜．

2．4臭氧曝气时间对皮草废水处理效果的影响取原水样1．5L，将臭氧流速调至2．67g／h进行曝气，臭氧曝气时间对皮草废水中色度，COD去除效果如图5所示．由图5可知：随着曝气时间的延长，废水中色度和COD去除率呈现上升后趋平缓态势．曝气12min时，色度的去除率为93．75％．臭氧对于色度的去除具有非常好的效果，原因在于皮草染料中含有偶氮键的发色基团—N＝N—，臭氧的强氧化性容易破坏偶氮键而较快地脱色［13］．另外，数据也说明过量的臭氧并不能继续提高色度和COD的去除率．

2．5先臭氧曝气后絮凝沉淀的组合工艺由上述实验和分析可知，臭氧氧化－混凝沉淀组合工艺处理废水的最佳工艺条件为：臭氧气流量为2．67g／h，曝气时间为10min，pH值为9，PAC为20mg／L，PAM为2mg／L，出水水质如表2所示．臭氧通过亲核亲电作用直接参与反应，或者通过活泼的羟基自由基氧化有机物，使废水中结构复杂的染料大分子发生断链、开环等反应，生成结构简单的小分子化合物．为了达到回用要求，在臭氧处理后需要进行絮凝沉淀，将被氧化的有机物进一步去除．试验表明先臭氧曝气后絮凝沉淀的组合工艺具有较高的处理效率和较低的处理成本．经该组合工艺处理后的皮草废水水质可以满足企业回用要求，该组合处理工艺成本主要为电费和药剂费，根据小试实验估算，处理成本为6．8元／t，企业可以接受．

3结论

采用臭氧氧化－混凝沉淀组合工艺能深度处理皮草废水达到回用标准，当臭氧流量为2g／h，曝气时间为10min，pH值为9，PAC为20mg／L，PAM为1．5mg／L条件下，色度去除率达到98．43％，COD去除率达到48％，运行成本约为6．8元／t．本处理工艺可使该公司原来排放废水的90％实现回收再利用，废水污染物排放减少90％，总的回用水比例可以提高到90％，经济、环境和社会效益显著．

作者：潘理黎江斌靳玉柱高寒姚盛翔单位：浙江工业大学生物与环境工程学院