洗毛所产生的废水即称洗毛废水,但通常所研究的洗毛废水是指二槽和三槽所排放的高油脂含量的洗涤废水,在此过程中,由于皂化作用,水和被皂化的羊毛脂以及含有各种有机物、细小悬浮物、溶解性有机物的杂物形成稳定的水包油型乳状液,是组成废水中COD和BOD5 的主要成分。
洗毛废水的处理难度大,几乎所有用于水处理的方法,都被研究者用于洗毛废水的处理,但分别存在着处理成本高、工艺复杂,易污染处理设备等缺陷。虽然生物分解作用能有效降低生活污水中的COD,但无论是普通的活性污泥法,还是生物膜法都无法有效地处理洗毛废水。因此,笔者针对某毛纺厂排放的洗毛废水,采用酸化破乳去除大部分油脂后,再采用Fenton试剂氧化与生物法相结合的工艺进行处理,考察处理水中COD去除情况,以期为相关研究提供参考。
1 材料与方法洗毛废水的水质为CODcr 320 000 mg/L,BOD5 180 000mg/L,油脂24 000 mg/L,pH值8.0。
1.1 酸化破乳用H,SO 进行酸化。分别调节pH值为
4.0、3.0、2.0、1.0,搅拌,再加热至70度 约1.5 min,冷却至室温,静置分层。
1.2 Fenton试剂氧化弃去酸化后凝固的油相,取200 ml水相分别加不同比例的FeSO4 与H2O2 ,加入FeSO4 :H2O2分别为3:l、2:1、1:2、l:3、1:4,其中H2 O 2加入量固定为1 ml。
按比例称取固体FeSO4 投加在废水中,加入H 2O2 后迅速在转速为26 r/min下,搅拌15 min后静置12 h,取上清液分析处理水的CODcr 值。
1.3 CaO中和取Fenton试剂处理后的上清液,加入CaO 乳浊液进行中和,使废水pH值达到6.0,以便进行后续生物降解试验。
1.4 生物处理将5 L取自污水处理厂的回流污泥,投加到生化槽中,活性污泥浓度约为3 000 mg/L。用中和后的废水进行为期2周的驯化,然后进行生物处理试验。CODcr 负荷为0.3 kg/(m 3·d),在不同时间点取样,测定上清液CODcr值以考察污染物处理效果。
2 结果与分析2.1 pH值对处理出水CODcr的影响 由于废水呈乳化状态,首先用H2SO4 进行酸化破乳。试验中加入硫酸后,出现油花,经过加热、冷却处理后,上层油脂变硬。由图1可知,在pH值为3.0时,破乳效果最好,出水的CODcr 值最低, CODcr 值从原水的320 000 mg/L降至17 000 mg/L,破乳阶段去除率为95%。
2.2Fenton试剂对CODcr的影响在酸化破乳的过程中,有一些油脂会变成酸化油溶于水中,很难从水中去除,这样,增加了废水的难降解性。Fenton试剂氧化是处理难降解有机废水的有效方法,在酸性条件下,亚铁离子作为催化剂,生成反应活性极高的自由基,从而氧化降解大部分的有机物 。研究表明,在pH值为3~4时,Fenton试剂氧化能力最强。由于酸化破乳后,废水呈酸性(pH值为3),不需调节 pH值就可以直接进行Fenton试剂氧化。由图2可知, Fenton试剂FeSO4 与H 2O2的比例为2:1时,氧化处理效果最好,处理水的CODcr。从酸化后的17 000 mg/L降为7 050 mg/L,氧化阶段CODcr的去除率为58.5%,酸化后废水BOD5 为 3 200 mg/L,BOD5/CODcr为0.45,可以进行后续生物试验。
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