工業(yè)廢水篇：卷煙廠焦油廢水處理技術(shù)

工業(yè)廢水篇：卷煙廠焦油廢水處理技術(shù)所屬行業(yè)：水處理關(guān)鍵詞：廢水處理焦油廢水水處理技術(shù)卷煙廠的焦油廢水中，主要污染物是懸浮物和有機(jī)物質(zhì)。廢水中的固體懸浮物主要是煙葉、煙絲碎料等加工卷煙時的殘余物。另外，廢水中還存在著許多膠體性的污染物，如尼古丁（煙堿）、煙焦油（煙油）和十余種亞硝胺類物質(zhì)等。此類廢水具有色度高，CODCr值高，可生化差，難降解等特點(diǎn)，如果不經(jīng)處理直接排放，會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。焦油廢水處理主要有物化處理、生化處理以及多種處理工藝結(jié)合處理等方法。微電解作為一種新型的水處理技術(shù)，逐漸引起國內(nèi)外的重視，已有的研究表明微電解方法對降低廢水COD、色度以及毒性有良好的效果。本研究采用鐵炭微電解方法處理卷煙廠焦油廢水，考察了不同因素對處理效果的影響，為該類廢水的達(dá)標(biāo)排放提供一條嶄新的途徑。1實(shí)驗(yàn)方法將焦油廢水水樣稀釋約1300倍，此時，水樣的CODCr在重銘酸鉀法（GB11914-89）測定檢出限范圍內(nèi)。用量筒量取50mL稀釋好的廢水樣倒入100mL的寬口錐形瓶中，加入適量NaCl，一定比例的Fe和C，用HCl調(diào)節(jié)水樣的pH值，然后用攪拌器攪拌反應(yīng)一定的時間；（通過前期的一系列準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)估定大致的實(shí)驗(yàn)條件:加入的Fe質(zhì)量濃度量固定在20g/L，NaCl在200mg/L左右，pH值在3左右，攪拌反應(yīng)時間定為30min），反應(yīng)后，用NaOH調(diào)節(jié)水樣的pH到10左右，此時水溶液中出現(xiàn)墨綠色絮狀物，用真空泵抽濾;測定處理后水樣CODCr值，計算去除率。2結(jié)果分析2.1鐵炭比對CODCr去除率的影響控制其他反應(yīng)條件不變，氯化鈉投加量為200mg/L,pH值為3,攪拌時間為30min，將鐵的投加量固定為20g/L,在不同的鐵炭比（Fe：C=5：1、4：1、3：1、2：1、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5）條件下進(jìn)行反應(yīng)。測定各水樣CODCr值，計算CODCr的去除率，結(jié)果見表1。表1不同祭炭比的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)揖■；C攪樣時間/mtn柔化鈉投加量JL）MI去除率1:1103275.33J761:22003267.71732003267.7珥\:4103m7517413n塊i45M5:9316213-4：12003im572.R63:131717昭啟2:92003317.670.R5由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知在Fe的用量不變時，隨著Fe：C比值的降低，CODCr的去除率大體不斷上升，當(dāng)Fe：C=1：3時，去除效果最佳。造成這種現(xiàn)象的原因可能為當(dāng)水樣中Fe的含量固定時，在一定的范圍加入C，可以增加微電解體系中的原電池的數(shù)量，因此可以提高對有機(jī)物的去除率；但當(dāng)體系中C的含量過多時，C在反應(yīng)中可能會更多地起吸附作用，吸附作用去除CODCr的量可能比微電解反應(yīng)去除CODCr的量少，因此抑制了原電池的電極上的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致廢水的COD的去除效率在總體上降低;活性C顆粒是一種多孔性的材料，混AFe中后，不僅能與Fe形成原電池、吸附水中的污染物，還可以使Fe之間保持一定的距離，一定的間隔能夠促進(jìn)原電池反應(yīng)。但是，如果加入的C的數(shù)量太多，F(xiàn)e之間的間距太大，反而阻隔了微電解系統(tǒng)的形成，影響處理效果。2.2pH值對CODCr去除率的影響控制其他反應(yīng)條件不變，鐵炭質(zhì)量比為1：3,氯化鈉投加量為200mg/L，攪拌時間為30min，在不同的pH值（1、2、3、4、5）下進(jìn)行反應(yīng)。測定各水樣的CODCr值，計算CODCr去除率，結(jié)果見圖1。圖」pHCOD<:去曝率的彩響由圖1可知，當(dāng)pH為2時CODCr的去除率最高，故最佳pH為2。其可能的原因是在pH值較小時，反應(yīng)體系處于酸性環(huán)境中，水樣里有許多H+促進(jìn)系統(tǒng)中的反應(yīng)。同時，H+在酸性的條件下得到兩個e，形成在反應(yīng)中很活躍的新生態(tài)[H],[H]可以和焦油水樣中的一些有機(jī)污染物質(zhì)反應(yīng)，從而對有機(jī)物質(zhì)的基團(tuán)結(jié)構(gòu)造成破壞甚至使之?dāng)噫?，使有機(jī)物的性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致CODCr去除率較高;pH值較小時，F(xiàn)e和C之間的電位差會增大，從而加快電極發(fā)生反應(yīng)的速率，改善反應(yīng)的去除效果;微電解體系在pH偏小的環(huán)境中比較容易較生成Fe2+，促進(jìn)Fe2+的氧化作用，改善處理效果;其次鐵炭微電解體系在pH值較小的系統(tǒng)里，對鐵電解有利。但是，如果pH太低，不僅會加快Fe的腐蝕速度，F(xiàn)e的耗費(fèi)量增大，而且在調(diào)節(jié)pH值時要用大量的酸，HCl的損耗也大，所以酸性過低并不好。同時，如果廢水里含有太多的酸，就會不利于氫氧化亞鐵的形成，氫氧化亞鐵的絮凝作用會被削弱，不利于后續(xù)的混凝沉降。所屬行業(yè)：水處理關(guān)鍵詞：廢水處理焦油廢水水處理技術(shù)正交試驗(yàn)結(jié)果分析：根據(jù)上表可知:在這個正交試驗(yàn)中，四個影響因素的各個水平的3個值中，的值均為最大。數(shù)據(jù)說明，鐵炭微電解法處理卷煙廠的焦油廢水的最佳條件組合是:Fe：C為1：3;NaCl的投加量為200mg/L;pH值為2;攪拌反應(yīng)時間為45min。根據(jù)理論分析，按照這個反應(yīng)條件處理卷煙廠的焦油廢水，去除CODCr的效果應(yīng)該為最佳狀態(tài)。通過各個因素的方差進(jìn)行比較:Fe：C、pH值、NaCl的投加量、攪拌反應(yīng)時間這幾列的方差分別是5.22%、10.97%、3.54%和1.33%。由此可知:在本試驗(yàn)中，pH值對實(shí)驗(yàn)處理效果的影響最大，其次是Fe：C,NaCl,攪拌反應(yīng)時間的影響最小。正交試驗(yàn)設(shè)計充分考慮到了影響CODCr去除效果的四個主要因素的作用，綜合并且全面地評估了各個工藝參數(shù)。通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計，可以克服單個因素的不完善，充分發(fā)揮了各個工藝參數(shù)的聯(lián)合作用，使鐵碳微電解法處理卷煙廠的焦油廢水時CODCr去除效率達(dá)到最佳狀態(tài)。由正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析已知：本實(shí)驗(yàn)的最佳條件為Fe：C=1：3,NaCl的投加量為200mg/L，pH為2，攪拌反應(yīng)時間為45min。用該條件處理卷煙廠的焦油廢水，進(jìn)行三組平行實(shí)驗(yàn)，測定這三個水樣的CODCr值，計算其去除率，從而驗(yàn)證該條件是否最佳。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。卻豌僦㈱料號Y|/mLg□COD,/(血?[/)伽,L*11)去隔124.3。跚'76.9224.J522.5(1蹄74.9324.亍22.550674.981.劉由表3可知，這三組平行實(shí)驗(yàn)的CODCr去除率的平均值為81.26%，在整個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中最大。因此，由正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計得出的最佳操作條件，即為鐵碳微電解處理卷煙廠焦油廢水的最佳條件。3結(jié)論通過正交試驗(yàn)，得到可以使CODCr去除率最高的最佳條件是:鐵炭比為1：3，pH值為2,氯化鈉投