［摘要］通过过滤柱实验，研究了不同滤速情况下处理印染废水时海绵铁/锰砂混合填料对过滤周期产水量、脱色率、出水含铁量的影响，并分析了印染废水处理前后废水的可生化性和紫外－可见光谱的变化。试验结果表明，海绵铁/锰砂混合填料对模拟印染废水具有较高的脱色率，最高可达99%，并可提高印染废水的可生化性。
［关键词］海绵铁；锰砂；脱色；可生化
印染废水具有高色度、有机物含量高及可生化性差的特点，已经成为难处理的工业废水之一。脱色是印染废水处理过程中必须要解决的关键问题。近些年来，海绵铁作为一种多孔型金属铁填料，与传统的铁屑滤料相比，具有比表面积大，比表面能高及更强的电化学富集及絮凝沉淀的优点，已经在染料脱色方面受到重视〔1-2〕。但是，大多数研究往往集中在批量实验研究〔3-5〕，对于通过过滤柱进行连续运行实验的研究尚未见报道。笔者考虑到锰砂在海绵铁对印染废水进行预处理过程中具有催化作用的基础上〔6〕，研究了不同滤速情况下海绵铁/锰砂混合填料预处理模拟印染废水的情况，并分析了过滤前后印染废水的可生化性变化，为研究海绵铁/锰砂混合填料预处理印染废水工程化提供一定的理论依据和技术支持。
1·试验装置与实验材料
1.1试验装置
试验装置主要由有机玻璃过滤柱、PVC进水箱和计量泵组成。过滤柱的直径和高度分别为30 mm和2 400 mm，滤料层高度为1 500 mm。采用上部进水向下过滤的方式，废水由计量泵从水箱中泵至滤柱顶端的进水口，进入滤柱后经滤料层由底端的出水口流出。在反冲洗和再生时，采用下部进水向上反冲的方式，滤柱底端设置反冲洗口，反冲洗出水由上端进水口及溢水口流出。为测定过滤过程中的水头损失，在滤料层的两端连接有测压管。
1.2实验材料
海绵铁：北京市某铁砂厂生产，粒径1~8 mm，含金属铁90%（质量分数，下同），总铁96%~97%，碳及其他杂质3%~4%，密度2.3~2.7 g/cm3，堆积密度1.7~1.88 g/cm3，外观灰黑有亮点，疏松呈海绵状。锰砂：青岛精威特化工有限公司生产，粒径1~2mm，含锰量大于28％，密度3.4 g/cm3，堆积密度2.0g/cm3。
根据文献〔6〕，本实验中选择m（海锦铁）∶m（锰砂）＝18∶1。
1.3模拟印染废水
试验采用人工配制的模拟印染废水。其中，模拟印染废水中COD为700~800 mg/L，BOD5为230~250 mg/L，色度为1 000~1 200倍，pH为10~11，BOD5/COD为0.3~0.35。废水中物质组成见表1。
1.4分析项目方法 色度：稀释倍数法；COD：重铬酸钾法；总铁：邻菲啰啉分光光度法；BOD5：无汞压力感测法（WTW公司OxiTop IS6型BOD仪）；pH：pHS-3C型pH计；紫外可见扫描：Hitachi UV-3000分光光度仪。
2·试验结果与讨论
2.1滤速对过滤周期和过滤负荷的影响滤速的大小直接影响着滤池的过滤周期和周期产水量的大小，其对过滤周期及过滤负荷的影响见图1。
由图1可知，随着滤速从2 m/h逐渐地增加到6m/h，过滤周期从46 h逐渐降低到12 h，过滤负荷从1.54 m3/（m·2h）逐渐增加到4.6 m3/（m2·h）。但是，在滤速为4 m/h的情况下，单位面积滤池周期产水量达到最大值，约为95 m3/m2。
2.2滤速对脱色效率的影响
由于海绵铁与铁屑具有相似的化学组成，在印染废水中容易形成腐蚀原电池体系。其中，Fe作为阳极被氧化，提供电子破坏染料的发色或助色基团，甚至断链，从而达到脱色的目的。同时，电极反应的产物Fe2＋在锰砂的催化作用下极易生成Fe3＋，与水中的OH-形成聚凝能力较强的Fe（OH）3胶体，进一步吸附混凝印染废水中的有色物质，使染料脱色。滤速对脱色效果的影响如图2所示。
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