摘要：印染废水具有水质水量变化大，COD、色度高，可生化性差等特点，属于难处理工业废水之一。采用铁炭内电解预处理以及CASS工艺处理模拟印染废水，试验结果表明：当铁炭床的铁炭质量比为3：1，停留时间为80 min，pH为6，曝气量为0.3 m3/h及CASS反应器曝气量为0.375~0.5 m3/h，排水比为0.3，运行周期6 h，其中，进水曝气5.0 h，沉淀20 min，排水30 min，闲置10 min时，废水处理效果最佳，其COD去除率可达88%~92%，BOD5去除率可达90%~94%，脱色率可达92%~95%。预处理段可以破坏废水中的难降解物质，提高废水的可生化性，且增加的铁离子含量可以改善后续CASS工艺活性污泥的沉降性能，提高废水COD的处理效果。
关键词：铁炭内电解；CASS工艺；模拟印染废水；活性污泥
我国是纺织印染业的第一大国，而纺织印染业又是工业废水排放大户，据不完全统计，我国印染废水排放量约为每天300~400万t[1]。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体，并带有显色基团（如—N=N、—N=O）及极性基团（如—SO3Na、—OH、—NH）2；废水中还含有较多的原料和副产品（如卤化物、硝基物、苯胺、酚类等），以及无机盐（如NaCl、Na2SO4、Na2S等）。因此，印染废水具有“四高一低”的特点：色度高、COD高、盐度高、毒性高、BOD5/COD值低[2]。这种废水如果直接排放，会对环境造成严重污染，并可能通过食物链直接或间接影响人们的身体健康。目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，辅以物理法与化学法，国外也是基本如此[3-8]。本论文根据印染废水的特点选用铁炭内电解-CASS处理工艺。
1·实验部分
1.1原水水质
按表1的配水方案配制模拟印染废水，其中酸性大红GR、碱性品绿、PVA为市售商品。按此配水方案配制的模拟印染废水其主要水质指标如表2所示。
1.2试验材料与方法
试验装置如图1，铁炭内电解反应器为升流式，采用PVC板制作，有效容积35 L。将铁屑与活性炭按质量比3：1的比例充分混合后放入反应器中组成铁炭滤床；在铁炭虑床下方设有砂砾层，砂砾层内安装5个曝气头，曝气头除了向装置提供氧气外，还可根据实验情况来进行反应器的反冲洗。根据试验结果，其最佳工况为：水力停留时间80 min，pH为6，曝气量0.3 m3/h。
周期性循环活性污泥反应器（CASS）采用铁皮制成，有效水深为300 cm，总有效容积为86 L。根据实验确定其水力停留时间为20 h，污泥回流比100%，运行周期为6 h，其中，进水曝气5.0 h（非限制性曝气，采用微孔曝气，曝气量0.375~0.5 m3/h），沉淀20 min，排水30 min，闲置10 min，排水比为0.3。
1.3分析方法
COD、BOD5、NH3-N、TP、MLSS、SV30、色度和总铁按文献[9]规定方法测定，pH的测定采用pH5-3C型精密pH计，DO的测定采用JPB-607型便携式溶解氧测试仪，生物相的观察采用XSP-12CA型生物显微镜。
2·试验结果与讨论
2.1印染废水可生化性考察
印染废水的可生化性除取决于偶氮双键等发色基团外，其分子结构的其它特征也与之有密切的关系[10]。铁炭内电解预处理对COD的去除作用主要是通过阳极表面溶出的Fe2+及Fe3+所产生的新生态Fe（OH）2和Fe（OH）3的混凝作用，使废水中的胶态、悬浮和有机高分子物质混凝去除。并且，铁炭滤床对悬浮物的截留和吸附也能降低废水的部分COD。在染料分子的各种环状结构中，不同性质的取代基对废水的可生化性有显著影响，一般情况下，引入的推电子基团可提高废水的可生化性，而引入的拉电子基团则可降低废水的可生化性。铁炭内电解反应可以直接还原废水中含有的强拉电子基团的污染物，并连同新生态的Fe2+、H一起与其他大分子化合物发生氧化还原反应，使大分子有机化合物分解成小分子的中间体。因此，铁炭内电解的处理效果，并不仅仅体现在对COD的降解和色度的去除，更重要的是废水可生化性的提高。
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