南京一體化含鋁廢水處理設施 專業施工隊伍

　由反應方程式1-1和1-4可知廢水初始反應pH對于微電解具有顯著的影響，酸性條件下產生的電極電位差比中性或堿性產生的高。雖然酸性越強反應越快，但是生成的Fe2+過多會導致產生的污泥量增加，以及廢水溶液pH調整回中性時產生額外的堿消耗，一般大多中試實驗以及工業應用選擇pH為3~7左右。

　　李宏偉等利用微電解處理鉆井廢水時發現：pH<4時，隨溶液pH值升高COD的去除率逐步升高。pH=1時COD去除率，pH>4時COD去除率變化幅度不大；顏兵等研究雙甘膦廢水降解研究中利用微電解技術，考察pH值對COD去除率影響，pH=3時COD去除率高達72%，其余情況下COD去除率都有所降低。

　　2.2 反應時間

　　反應時間是影響微電解效果的一個重要因素，不同的廢水具有不同的反應時間，而且溶液初始pH值也影響反應時間。

　　張金良在研究微電解處理某精細化工廢水，該廢廢水特點水質水量波動大。控制廢水pH=3、氣水比≈400的條件下，反應時間達4h時COD去除率達為53%，此后延長時間COD去除率沒有提升。代秀蘭研究微電解技術處理含鉻電鍍廢水，實驗過程中發現Cr6+的去除率不受時間影響；而Ni2+的去除率受時間影響，從20min到80minNi2+的去除率上升幅度比較大，80min后上升幅度減緩，到120min時達到。

　　2.3 鐵屑種類和粒徑

　　鐵屑的種類決定了鐵屑中碳含量，鐵屑的粒徑影響鐵屑在反應過程中與廢水的接觸面積。鑄鐵屑比鐵刨花和鋼鐵屑處理效果好，但材料成本高，而鐵刨花和鋼鐵屑易得且屬于廢物再利用。相同一種鐵屑活化后效果由于沒有活化的;鐵屑的粒徑理論上是越細越好，因為越細鐵屑的比表面積越大，反應效果越好，但粒徑太細不容易控制導致鐵屑隨水流出或直接在反應器內板結，一般選擇在60~80目之間。

　　馬業英等在研究鐵屑、鑄鐵屑及磁性鑄鐵屑這三種鐵屑處理含鉻廢水，磁性鑄鐵屑陳水平研究鐵屑微電解技術處理船舶含油廢水時，鐵屑粒度(目)分為20~40、40~50、60~80、>90，柴油基廢水油份去除率分別為65.1%、73.1%、92.1%、93.2%，渣油基廢水油份去除率分別為57.2%、66.3%、90.1%、92.3%。從實驗數據來看粒度越大，油份去除率越高，但粒度在60~80和>90油份去除率相差不足3%，考慮處理效率，粒度在60~80目之間即可以取得良好的效果。

　　2.4 鐵碳比

　　加入的碳與鐵屑可以形成宏觀電池，加快了鐵屑的腐蝕速率且可以保持填料層一定的空隙率。碳的選型對于微電解處理效果也具有一定影響，鐵碳比(體積比)由實驗確定，一般為1︰1~2︰1。

　　張榮全研究微電解技術處理霜脲氰廢水時考察了不同鐵碳比COD和CN-的去除率，具體鐵碳比為1︰10、1︰5、1︰3、1︰1、3︰1、5︰1、10︰1，COD和CN-的去除率都在鐵碳比為3︰1時達到。孫瑩瑩等研究微電解技術處理聚氯乙烯(PVC)離心母液，考

　新建1800m3煤水沉淀池，分初級沉淀池和二級沉淀池。初級沉淀池與二級沉淀池之間安裝啟閉機閘門，便于降低沉淀池水位，大雨時容納更多的煤場初期雨水。電廠現有露天煤場和干煤棚占地面積約60000m2，收集溝及煤場附近綠地地面徑流匯入，收集面積約34500m2。根據《火力發電廠廢水治理設計技術規程》(DL/T5046-2006)要求，對于含煤雨水收集量不宜小于設計暴雨重現期內煤場范圍暴雨歷時0.5h，含煤廢水沉淀池按當地暴雨量來設計。

　　煤場雨水量Q=降雨厚度×煤場面積×徑流系數

　　徑流系數按《火力發電廠水工設計規范》(DL/T5339-2006)中規定，混凝土地面取值0.85～0.95，綠地地面取值0.10～0.20。

　　2.4.2 DH高效凈化器

　　處理能力為50m3/h，2臺，1用1備。設備外形直徑為2800×10500mm。采用Q235-B材質。初沉后的煤水經泵提升進入DH凈化器，同時利用負壓原理，將藥劑與廢水一并吸入管道中初步混合，進入凈化器。在凈化器內經混凝反應、離心分離、重力分離、動態過濾及污泥濃縮等過程從凈化器頂端排出凈化后的凈水，濃縮后的污泥從底部定時或連續排出。經過一段時間運行，開啟反沖洗泵進行反沖洗。

　　DH凈化器是含煤廢水處理的核心工藝單元，其工作原理是利用直流混凝、微絮凝造粒、離心分離、動態把關過濾和壓縮沉淀的原理，將污水凈化中的混凝反應、離心分離、重力沉降、污泥濃縮等處理技術有機組合集成在一起，在同一罐體內短時間(20～30min)完成污水的多級凈化。

　　(1)直流混凝原理：DH高效凈化器不需要混凝反應池，用計量泵同時定量加入絮凝劑和助凝劑混合，通過調整絮凝時間，控制礬花和絮體的形成。

　　(2)旋流絮凝反應機理：完成直流混凝后的廢水高速進入凈化器產生旋流，在壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀和網捕等混凝反應機理作用下，絮凝體快速變大，形成礬花，完成絮凝反應及微絮凝造粒。

　　(3)重力分離和離心分離機理：廢水沿切線方向高速進入罐體后快速旋轉產生離心力，廢水中質量大的顆粒(大于20μm)在離心力作用下被甩向罐壁，并隨下旋流及自身重力作用下滑到錐形泥斗區濃縮，質量小的微粒在藥劑作用下形成較大絮體(礬花)也被甩向罐壁，并隨下旋流及自身力作用下滑至污泥濃縮區。污水在沿罐壁作用下旋流作用到一定程度后，經凈化的水即向中心靠攏，形成向上的旋流不斷上升進入過濾區。

　　(4)動態過濾機理：污水經重力分離和離心分離凈化后，水質基本達到技術指標要求。尚有少量質量小的顆粒漂浮物隨著凈化水上升進入過濾區，過濾區內采用特殊結構、微小粒徑的懸浮濾料，借助旋流及上升流，濾料間產生撓動，從而實現動態過濾。動態過濾的特點是，濾料在旋流及上升流的作用下相互摩擦、碰撞，濾料不易板結，不會在過濾面形成泥餅，具有自清洗能力，反沖洗周期長，顆粒漂浮物容易凝聚脫落下沉。這一區域，粒徑在5μm以上的顆粒基本被截留，實現污水的二級把關凈化，顆粒雜質被濾料表面吸附，當吸附的顆粒物不斷截留，堆積達一定程度后隨著濾料顆粒的相互摩擦作用而脫落，在離心力作用下又下滑到污泥區。

　　(5)污泥壓縮沉淀機理：通過重力和離心的污泥進入錐形泥斗區，泥斗區中上部污泥在聚合力作用下，顆粒群體結合成一整體，各自保持相對不變的位置共同下沉。在泥斗區中下部，污泥濃度相對較高，顆粒間距離很小，顆粒互相接觸，互相支承，在罐體內水及上層顆粒重力作用下，下層顆粒間隙中的液體被擠出界面，固體顆粒被濃縮壓密，最后從錐體底部排泥管連續或間斷排出。DH高效凈化器取代了傳統的水處理繁雜工藝鏈，運用組合和集成新技術使廢水在短時間內實現多級高效凈化。對污染因子，特別是SS、COD、P、色度、濁度等去除率高，耐沖擊負荷強(SS進水濃度可允許達6000mg/L)。

　　2.4.3 經纖維球過濾器

　　處理能力為50m3/h，2臺，1用1備。設備外形直徑為1800×5800mm。采用Q235-B材質。纖維過濾器采用直接攔截、慣性攔截和電化學吸附進行過濾。本體為立式罐，采用機械攪拌方式進行反沖洗，可手動操作和自動操作。過濾時廢水從上到下流過濾層，油及懸浮物等被攔截，大部分污物被去除。反洗時凈水從下到上沖洗濾料，邊沖邊攪拌，被濾料攔截的污物逐漸清洗干凈。過濾處理后清水自流進入回用水池。

　　2.4.4 PAC和PAM加藥裝置

　　設置2套加藥裝置。每套加藥裝置內主要包括計量箱(帶磁性浮子液位計，輸出4～20mA信號)、加藥泵、過濾器、攪拌設備、出入口閥門、逆止閥、安全閥、緩沖器、壓力表、連接管道、儀表和就地控制柜等。PAC加藥裝置計量箱容積為1m3，計量泵處理25L/h;PAM加藥箱容積4.5m3，計量泵出力315L/h。

　　2.4.5 控制系統

　　整套系統裝置的控制可實現遠程自動和就地手動兩種方式，系統所有在線儀表及自動閥門，既可在設備現場顯示控制，也可統一納入項目總的程控系統。

　　3、系統調試運行情況

　　3.1 調試準備

　　土建安裝等工作完成，驗收合格。系統來水連續水質穩定。電氣熱控設備可以投入使用，滿足系統調試要求。工藝系統通水正常，無泄漏。系統所需濃度藥劑配制完畢。

　　3.2 調試運行

　　首行單體調試。確保DH高效過濾器和纖維球過濾器設備本體完好，表計齊全并能正常投入使用;水源供水正常，壓力穩定;各閥門開關靈活，各監督取樣點開通。加藥裝置的溶解箱、計量箱清洗干凈;計量泵、攪拌機、儀表、液位計及各閥門正常;將溶解箱加水后打開注入口的閥門，啟動計量泵，看其運行是否正常;試運行。將所需的藥劑在溶解箱中，開動攪拌機進行攪拌，然后將藥液放入計量箱，待運行;藥液的比例、計量泵的行程等，在全系統調試時再定(以SDI指數合格為準)。

　　3.3 調試結果

　　(1)PAM定量條件下，不同PAC投加量出水濁度比較。PAC為固體，對水中膠體顆粒和膠體污染物進行電性中和、脫穩和吸附架橋從而生成粗顆粒絮凝體去除懸浮物，配置溶液濃度為10%。PAM選陰離子型，是有機高分子化合物，具有較好的架橋和網捕作用，投加后有助于懸浮物形成更大的絮團，增加沉降效果，配置溶液濃度為0.1%。用燒杯取2L廢水，向其中加入PAM濃度為1.5mg/L，然后投加不同濃度PAC時觀察出水效果通過燒杯試驗確定，在PAC投加量從20mg/L到45mg/L的過程中，對濁度的去除呈現迅速增加的趨勢，并且在PAC投加量為45mg/L時，出水濁但是PAC投加量增大到45以后，濁度的去除效率變化很緩慢，當繼續投加PAC，濁度反而上升。這是由于PAC投加量過大出現膠體再穩現象。由此確定工藝加藥點為PAM1.5mg/L，PAC45mg/L。

察鐵碳比對COD和(PVA)去除率的影響，具體鐵碳比為1︰3、1︰2、1︰1.5、1︰1、1.5︰1、2︰1、3︰1，鐵碳比=3︰1時COD去除率，鐵碳比=1︰3、1︰1.5、2︰1時PVA去除率。

　　2.5 曝氣量

　　南京一體化含鋁廢水處理設施 專業施工隊伍

由化學反應方程式1-2、1-4可知有O2參與，微電解電位差很大，對于處理效果有很大影響。曝氣可以增加鐵屑與彈力的接觸程度，避免出現板結現象。

　　于璐璐等研究微電解處理含氰廢水時，考察了曝氣對COD的去除效果和Fe2+溶出量。曝氣量從0到300L/h，當曝氣量=150L/h時Fe2+溶出濃度為達到3g/L，此時COD的去除率為61.6%。此后曝氣量增加，效果變差，曝氣產生的氣泡阻止了填料與污染物質的接觸反應。楊玉峰應用微電解技術處理制藥廢水，控制其他實驗參數對比曝氣與不曝氣去除COD的效果，曝氣情況下COD去除率比不曝氣情況下COD去除率高13.6%，實驗說明曝氣對微電解具有一定影響。

　　3、技術優缺點

　　微電解研究和應用至今體現出一些高級氧化技術的優點，例如：材料易獲得且符合廢物再利用、設備造價成本低、應用廣泛且操作簡單等;但也體現出一些需要改進的現象，例如：長時間運行容易出現板結現象、物化污泥量大等。

　　4、工業應用

　　4.1 電鍍廢水

　　鄧小紅等在某電鍍廠改造過程中以微電解技術作為主體處理單元，控制進水pH=3~4，鑄鐵屑、活性炭、鵝卵石比例為3︰2︰1。調試運行穩定后Cr6+、Ni2+、COD和PO43-(以P計)的平均去除率分別為99.5%、95.8%、44.6%和99.2%。孫萍等利用鐵炭微電解處理電鍍混合廢水，控制進水pH=2~3、曝氣量0.25~0.35m3/min、鑄鐵與炭質量比為1:1和反應時間為25~30min，出水Cr6+、總銅、總鎳和總氰去除率分別為85%、98.8%、99.6%和99.7%。

　　4.2 印染廢水

　　董歲明等采用微電解處理染料廢水，同時探討了靜態和動態兩種模式的廢水pH、鐵碳投加量、反應時間對處理效果的影響，靜態模式中研究發現pH=4，鐵碳質量濃度為450g/L，反應時間90min，COD和色度去除率分別為77%和79%；動態模式研究發現，反應時間100min，鐵碳質量濃度為700g/L，COD和色度去除率分別為89%和98.7%。Han等自制一種新型的內循環微電解反應器,他們通過對比傳統固定床微電解反應器與自制的內循環微電解反應器對染料廢水的處理效果,發現自制的內循環微電解反應器的COD和色度的去除率分別比傳統的高50%和58.5%。

　　4.3 化工廢水

　　楊家村利用鐵碳微電解與生化聯用技術處理高濃度醫藥廢水，采用上流反沖型式及強制機械攪拌來避免鐵碳填料板結和失活。經過微電解處理廢水pH由1.5提升到4.5，且廢水B/C得到提高，降低了后續生化負荷，實現出水達標。黃燕萍等采用鐵碳微電解+水解酸化/+MBR組合工藝對制藥廢水進行預處理試驗，研究結果表明，反應初始廢水pH=4、鐵碳質量比4︰5、鐵碳填料質量濃度為400g/L、曝氣量為3L/min、反應時間為180min時，微電解工藝的COD去除率達47.5%，廢水的可生化性由0.23提高至0.38，降低了后續水解酸化和MBR的負荷。