芬頓氧化深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水
餐廚垃圾厭氧消化廢水具有高有機物、高氨氮、水質成分復雜特性,因此采用常規(guī)的生化+MBR處理工藝難以達到更高的排放標準(GB8978-1996污水綜合排放標準一級標準)。隨著垃圾分類的要求越來越嚴格以及無廢城市的推進,廢水處理的排放標準必然會更加嚴苛,但是目前對餐廚垃圾厭氧消化廢水深度處理研究較少,有學者采用臭氧氧化處理MBR出水,但也難以達到直排標準,因此急需一種適宜的餐廚垃圾厭氧消化廢水的深度處理技術。芬頓處理技術是一種高級氧化技術,在廢水預處理及深度處理中均是很常見的工藝,也是目前發(fā)展比較成熟的工藝,芬頓反應產生的?OH自由基,具有很高的氧化還原電位,其氧化能力僅次于氟,因此芬頓氧化適用于多種難降解廢水的處理,具有反應速度快、易于操作等多種優(yōu)點。本研究采用芬頓氧化技術處理餐廚垃圾厭氧消化廢水超濾出水,通過單因素實驗確定最佳pH值、雙氧水及硫酸亞鐵的用量對CODCr去除的影響。對現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化廢水的提標改造具有一定的參考意義。
一、實驗
1.1 主要試劑及儀器
實驗試劑:雙氧水、七水硫酸亞鐵、重鉻酸鉀、濃硫酸、硫酸汞、氫氧化鈉、硫酸銀,以上試劑均為分析純,PAC、PAM試劑均為工業(yè)級。實驗儀器:pH酸度計,COD消解儀,電子分析天平,水浴鍋。
1.2 水質檢測方法
本實驗中餐廚垃圾厭氧消化廢水超濾出水的CODCr分析方法嚴格按照國家行業(yè)標準HJ/T399-2007進行分析。
1.3 實驗方法
取1000mL超濾出水水樣于燒杯中,用硫酸調節(jié)廢水的pH值,投加一定量的七水硫酸亞鐵溶液及雙氧水,置于水浴鍋中進行靜態(tài)實驗。反應一定時間后調節(jié)廢水pH值至8.0,進行混凝沉淀處理,取上清液分析水樣的CODCr。
1.4 實驗用水
本次實驗用水為重慶市某餐廚垃圾處理廠廢水處理站超濾出水,其具體水質及分析方法見表1。
二、結果與討論
2.1 初始pH值對CODCr去除的影響
考察初始pH值對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH分別調至2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,加入2mL質量濃度為10%的七水合硫酸亞鐵和0.6mL雙氧水,反應90min后,加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調至8.0、再加入2mL質量濃度為10%的PAC溶液、1mL質量濃度為0.2%PAM溶液,經充分攪拌后靜置2h后,取其上清液測CODCr。其結果見圖1。
由圖1可以看出,隨著初始pH值得升高,廢水CODCr的去除率先升高后降低,CODCr的去除率在pH為3.5時達到最大值32.63%,當pH值低于2.5時,因廢水酸性較強,不利于廢水中?OH的生產,因此CODCr的去除率較低。當pH值為4.0時,廢水堿性較強,F(xiàn)e2+在短時間內轉化為Fe3+,與雙氧水反應產生的?OH減少,因此CODCr的去除率較低。因此,本工藝芬頓反應最佳pH為3.5。
2.2 雙氧水用量對CODCr去除的影響
考察雙氧水用量對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH調至3.5,控制雙氧水的投加量分別為0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL,加入2mL質量濃度為10%的七水合硫酸亞鐵,反應90min后,加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調至8.0、再加入2mL質量濃度為10%的PAC溶液、1mL質量濃度為0.2%PAM溶液,經充分攪拌后靜置2h后,取其上清液測CODCr。其結果見圖2。
由圖2可以看出,隨著雙氧水用量的增加,廢水CODCr的去除率先逐漸升高,當雙氧水用量為1.2mL/L時,CODCr的去除率達到最大值42.81%。這主要因為隨著雙氧水投加量的增加,廢水中產生的?OH也隨著增加,有機物被分解的量也逐漸增多,CODCr去除率持續(xù)升高。但當雙氧水投加量為0.8mL/L時,CODCr去除率的增加率明顯減緩,隨著雙氧水投加量的繼續(xù)增加,CODCr去除率增加并不明顯,綜合考慮運行成本,因此,本工藝芬頓反應雙氧水最佳投加量為0.8mL/L。
2.3 硫酸亞鐵用量對CODCr去除的影響
考察七水硫酸亞鐵用量對廢水CODCr去除的影響。將1000mL廢水的pH調至3.5,控制質量濃度為10%的七水硫酸亞鐵的投加量分別為2mL、4mL、6mL、8mL、10mL,加入0.8mL雙氧水,反應90min后,加入30%氫氧化鈉溶液將廢水的pH調至8.0、再加入2mL質量濃度為10%的PAC溶液、1mL質量濃度為0.2%PAM溶液,經充分攪拌后靜置2h后,取其上清液測CODCr。其結果見圖3。
由圖3可以看出,隨著七水硫酸亞鐵用量的增加,廢水CODCr的去除率先逐漸升高,當七水硫酸亞鐵投加量為10mL/L時,CODCr的去除率達到最大值53.29%,這主要因為隨著七水硫酸亞鐵投加量的增加,溶解在廢水中額Fe2+逐漸增多,生成?OH的量逐漸增加,有機物被分解的量也逐漸增多,CODCr去除率持續(xù)升高。但當七水硫酸亞鐵投加量為4mL/L時,CODCr去除率的增加率明顯減緩,隨著七水硫酸亞鐵投加量的增加,CODCr去除率增加并不明顯,綜合考慮運行成本,因此,本工藝芬頓反應質量濃度為10%的七水硫酸亞鐵最佳投加量為4mL/L。
三、結論
(1)采用芬頓氧化技術深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水,對CODCr有明顯的去除效果,對現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化廢水處理的提標改造有一定參考意義。
(2)芬頓氧化技術深度處理餐廚垃圾厭氧消化廢水的最佳條件為:初始pH值為3.5,雙氧水投加量為0.8mL/L,七水硫酸亞鐵投加量為4mL/L,反應90min,廢水CODCr去除率可達到53.29%。極大的提高的廢水的可生化性。(來源:重慶杰潤科技有限公司;重慶財信環(huán)境資源股份有限公司)
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