印染廢水中所含的漿料、染料、助劑以及染料與織物的反應物往往是難生物降解物質，在處理印染廢水時需先將這些物質分離、去除，再進行生化處理。常規的預處理是投加混凝劑( 如FeSO4、AlCl3等)，蘇玉萍等人的研究表明常規投藥需要的混凝劑用量 較大(如FeSO4的適宜投量為750～950mg/L)，這樣會導致廢水的處理費用提高，實際運行 時將產生大量的泥渣，出水會變黃(投加FeSO4)。
最近，用混合微電解工藝在廣東某印染廠廢水處理的現場試驗中取得了很好的效果。
微電解去除印染廢水中污染物的主要作用機理為：
① 絡合、混凝作用，微電解反應連續釋放的Fe2+成為絡合劑和高效混凝劑；
② 還原作用，微電解產生的新生態氫使某些染料的顯色基團脫色；
③ 氧化作用，微電解產生一定量的新生態氧具有很強的氧化性，可氧化一部分無機物和有機物。
1 現場試驗
1.1 工藝流程
在以往的微電解應用中，大多數都將微電解工藝設計為固定床形式(類似石英砂過濾)，讓廢水穿過靜止的微電解鐵屑層，在此過程中發生微電解反應，但實際運行中發現這樣的設計存在下述兩個問題：
① 運行一段時間后微電解工藝效率下降，這是由于鐵屑的表面出現了惰性層而阻止了微電解反應的繼續進行；
② 由于印染廢水中存在織物纖維，易被微電解鐵屑層攔截而致堵塞。
針對傳統微電解反應器的缺點，將微電解反應器設計為機械攪動式，這樣既可破壞鐵屑表面的惰性層，又可避免纖維堵塞。此外，強烈的攪動加快了反應速度，可以加速產生Fe2+。部分廢水通過微電解反應后，與原水直接混合能得到很好的處理效果，稱這樣的工藝為混合微電解技術，并將微電解反應的出水與原水混合時的體積比稱作混合比。
混合微電解工藝流程如圖1所示。
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廢水由集水池經水泵提升后分成兩部分，第一部分進入微電解反應器，其流量可通過流量計控制；第二部分進入混合池，與微電解出水混合后再沉淀，其流量也通過流量計控制。第一部分廢水在進入微電解反應器前，先加酸調節廢水的pH值為3左右。微電解反應器的出水在與第二部分廢水混合時，需視廢水的pH值情況加入少量的石灰，調節出水的pH值為8～9，在此pH值范圍的沉淀狀況較好。沉淀后的上清液由上部排出，污泥則沉于池底，再經排泥管定期排出。
1.2 試驗內容
2000年6月在廣東某印染廠的廢水處理站進行了現場試驗。該印染廠所用的染料絕大部分為活性染料，根據當地環保部門的監測結果，廢水中COD≤550mg/L，BOD5≤150mg/L，色度≤200倍，pH值為10～11。另外，廢水中SS含量很低，這是由于漂洗用水為 軟化水，漂洗過程很少有懸浮物進入。因執行《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287—92)一級標準(COD≤100mg/L，BOD5≤25 mg/L，色度≤40倍)，故應控制的主要污染指標是COD和色度。
現場試驗的設計流量為30L/h，每天從上午9點至下午6點連續運行，試驗內容包括：
① 考察該工藝在連續運行情況下處理印染廢水的有效性；
② 獲得合適的混合比；
③ 微電解處理出水的生化處理效果(主要為COD的去除)。
試驗設備主要有：
折板式加酸混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；
微電解反應器，尺寸為300mm×500mm，反應料厚為300mm，停留時間為0.5h；
折板式混合槽，體積為10L，停留時間為10～15min；
沉淀槽，豎流式沉淀池為500mm×800mm，停留時間為3.8h；
曝氣沉淀槽，尺寸為50mm×800mm(與豎流式沉淀池結構類似，中心曝氣筒尺寸為300mm×700mm)，總停留時間為3.8h。
上述設備均采用PVC材料焊接而成。
1.3 試驗過程
現場試驗連續進行4d，根據工廠生產的排水特點選取每天廢水水質最不利時段(此時染色廢水排放集中，色度最深)測定廢水和處理水的COD濃度。
此外，還測定了微電解處理出水經曝氣后的COD濃度變化。設計流量為30L/h，曝氣時間為15～30min，沉淀時間約為2h。
1.4 試驗結果
① 水樣外觀
根據6月19日至22日連續4d的觀察，發現生產廢水的排放具有間歇性，通常上午廢水色度較淺，下午則較深。
盡管廢水水質變化較大，但當混合比控制在1∶4左右時，即使是廢水色度最深的時段，沉淀出水也能保持清澈，近于無色透明。
② 對COD去除的效果
表1是廢水色度最深時的取樣分析結果。
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表1 微電解處理去除COD的效果
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進水
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出水
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COD去除率(%)
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|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
|
2000-06-19
|
247
|
2000-06-19
|
67
|
72.9
|
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2000-06-20
|
347
|
2000-06-20
|
75.6
|
78.2
|
|
2000-06-21
|
202
|
2000-06-21
|
95
|
53
|
|
2000-06-21
|
248
|
2000-06-21
|
110
|
55.6
|
|
③ 微電解處理出水的生化曝氣效果
經過4d的連續運行，發現污泥產量很少，出水沉淀后上清液清澈透明。
曝氣處理前后廢水的COD濃度變化見表2。
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表2 生化曝氣處理微電解出水的效果
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微電解出水(生化曝氣進水)
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生化曝氣處理出水
|
COD去除率(%)
|
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
取樣時間
|
COD(mg/L)
|
|
2000-06-21
|
77.5
|
2000-0 6-21
|
11.6
|
85
|
|
2000-06-22
|
110
|
2000-06-22
|
21.5
|
80.5
|
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④ 混合比
取一定的微電解出水，再按比例取一定的原廢水進行混合并調節pH值，靜置沉淀30min，觀察絮體的生成和沉淀效果，直至上清液幾乎無色透明。試驗結果見表3。
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表3 試驗得到的合適混合比
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試驗時間
|
混合比
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試驗時間
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混合比
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2000-06-19
|
上午
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1∶4，1∶5，1∶6
|
2000-06-21
|
上午
|
1∶4，1∶5，1∶6
|
|
下午
|
1∶4，1∶5
|
下午
|
1∶3.5
|
|
2000-06-20
|
上午
|
1∶4，1∶5，1∶6
|
2000-06-22
|
上午
|
1∶4，1∶5
|
|
下午
|
1∶3.5，1∶4
|
下午
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2 結論
① 混合微電解工藝對以活性染料為主的印染廢水的脫色效果較好。從連續4d的運行來看，盡管原水的色度波動很大，但微電解處理出水幾乎無色透明。
② 混合微電解工藝對印染廢水的COD去除效果較好(去除率為53%～78%)。由于試驗為連續運行，取樣時為最不利時段，因此這一結果具有代表性。現場試驗的處理效果不如小試 ，但比固定床的去除效果高30%左右，這可能是混合式微電解避免了鐵屑鈍化且反應時的pH值較低(為3左右，固定床的pH值為5左右)，反應相對劇烈，其氧化作用也更強烈的緣故。
③ 采用混合微電解工藝，只將1/5的廢水通過微電解反應器，反應后與4/5的廢水進行混合(即1∶4的混合比)，這樣可以減少微電解設備的體積，降低工程投資。
④ 微電解處理出水的生化處理效果好。曝氣時間為15～30min時，對COD的去除率＞80%。
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