由图2可知,在过滤初期,混合填料对印染废水具有较高的脱色率,在不同的滤速下出水色度均小于10倍。随着过滤时间的增加,出水色度逐渐增加,在过滤周期结束时达到最大值。在整个过滤周期内,在滤速分别为2、3、4、5、6 m/h的情况下,脱色率的变化范围分别为75.0%~99.8%、83.3%~99.2%、87.5%~99.8%、87.5%~99.7%、87.5%~99.7%,由此可见,海绵铁/锰砂混合填料对印染废水具有良好的脱色效率。但是,在相同的过滤时间,滤速越小,印染废水在滤柱内的水力停留时间就越长,与混合填料发生化学反应的时间也越长,脱色效果就越好。图3表示印染废水在不同过滤时间的紫外-可见光谱变化。由图3可以看出,由于原水经滤柱后,染料的发色基团及助色基团遭到破坏,出水在可见光区的吸收峰消失,这与出水色度降低的规律基本上一致。
2.3废水可生化性的分析
图4表示滤速在2 m/h情况下印染废水可生化性随着时间的变化情况。
由图4可以看出,随着过滤时间的增加,COD的去除率得到提高,出水的BOD5/COD也逐渐升高,说明出水的可生化性越来越好。到过滤周期结束时,BOD5/COD达到0.65,可生化性大大提高。废水可生化性提高主要有以下两个方面原因:一方面是由于在锰砂的催化作用下海绵铁通过腐蚀原电池作用将难降解的大分子染料分子,转化为易于生化降解的小分子物质。另一方面,由于印染废水中含有大量有机物质,在过滤过程中,锰砂和海绵铁表面滋生了大量的厌氧微生物(见图5),使部分难降解有机物转化为可生物降解的小分子有机物,提高了废水的可生化性,有利于印染废水的进一步生化处理。
2.4滤速对出水含铁量的影响
在海绵铁/锰砂混合填料与印染废水中染料发生化学反应过程中会产生大量的Fe2+,在锰砂中二氧化锰的催化作用下,加快了Fe2+的氧化,使其快速地转化为Fe3+,Fe3+与OH-发生反应,生成大量的Fe(OH)3絮体,而填料层有良好的吸附和过滤功能,将生成的絮体大部分截留在过滤柱中,使得出水的总铁含量大大降低,结果见图6。
由图6可知,在滤速为3、4、5、6 m/h的情况下,在过滤周期内出水中铁质量浓度均低于2 mg/L。然而,当滤速为2 m/h时,过滤时间≤28 h时,出水中铁质量浓度<1 mg/L,然而随着过滤时间的增加,32 h时铁质量浓度达到3.349 mg/L后,出水中铁质量浓度急剧增加,在过滤周期结束时,出水中铁质量浓度达到83 mg/L。
3·结论
(1)海绵铁/锰砂过滤床对印染废水具有较好的脱色效果,并可有效地提高印染废水的可生化性。
(2)在相同的过滤时间,滤速越小,脱色效果越好,综合考虑脱色效果和周期产水量,最佳滤速为4 m/h。
(3)经过海绵铁/锰砂过滤后,出水中铁含量较低,不会影响后续生物处理。
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