摘要：印染廢水具有水質水量變化大，COD、色度高，可生化性差等特點，屬于難處理工業廢水之一。采用鐵炭內電解預處理以及CASS工藝處理模擬印染廢水，試驗結果表明：當鐵炭床的鐵炭質量比為3：1，停留時間為80 min，pH為6，曝氣量為0.3 m3/h及CASS反應器曝氣量為0.375~0.5 m3/h，排水比為0.3，運行周期6 h，其中，進水曝氣5.0 h，沉淀20 min，排水30 min，閑置10 min時，廢水處理效果最佳，其COD去除率可達88%~92%，BOD5去除率可達90%~94%，脫色率可達92%~95%。預處理段可以破壞廢水中的難降解物質，提高廢水的可生化性，且增加的鐵離子含量可以改善后續CASS工藝活性污泥的沉降性能，提高廢水COD的處理效果。
關鍵詞：鐵炭內電解；CASS工藝；模擬印染廢水；活性污泥
我國是紡織印染業的第一大國，而紡織印染業又是工業廢水排放大戶，據不完全統計，我國印染廢水排放量約為每天300~400萬t[1]。廢水中的有機組分大多以芳烴及雜環化合物為母體，并帶有顯色基團（如—N=N、—N=O）及極性基團（如—SO3Na、—OH、—NH）2；廢水中還含有較多的原料和副產品（如鹵化物、硝基物、苯胺、酚類等），以及無機鹽（如NaCl、Na2SO4、Na2S等）。因此，印染廢水具有“四高一低”的特點：色度高、COD高、鹽度高、毒性高、BOD5/COD值低[2]。這種廢水如果直接排放，會對環境造成嚴重污染，并可能通過食物鏈直接或間接影響人們的身體健康。目前，國內的印染廢水處理手段以生化法為主，輔以物理法與化學法，國外也是基本如此[3-8]。本論文根據印染廢水的特點選用鐵炭內電解-CASS處理工藝。
1·實驗部分
1.1原水水質
按表1的配水方案配制模擬印染廢水，其中酸性大紅GR、堿性品綠、PVA為市售商品。按此配水方案配制的模擬印染廢水其主要水質指標如表2所示。
1.2試驗材料與方法
試驗裝置如圖1，鐵炭內電解反應器為升流式，采用PVC板制作，有效容積35 L。將鐵屑與活性炭按質量比3：1的比例充分混合后放入反應器中組成鐵炭濾床；在鐵炭慮床下方設有砂礫層，砂礫層內安裝5個曝氣頭，曝氣頭除了向裝置提供氧氣外，還可根據實驗情況來進行反應器的反沖洗。根據試驗結果，其最佳工況為：水力停留時間80 min，pH為6，曝氣量0.3 m3/h。
周期性循環活性污泥反應器（CASS）采用鐵皮制成，有效水深為300 cm，總有效容積為86 L。根據實驗確定其水力停留時間為20 h，污泥回流比100%，運行周期為6 h，其中，進水曝氣5.0 h（非限制性曝氣，采用微孔曝氣，曝氣量0.375~0.5 m3/h），沉淀20 min，排水30 min，閑置10 min，排水比為0.3。
1.3分析方法
COD、BOD5、NH3-N、TP、MLSS、SV30、色度和總鐵按文獻[9]規定方法測定，pH的測定采用pH5-3C型精密pH計，DO的測定采用JPB-607型便攜式溶解氧測試儀，生物相的觀察采用XSP-12CA型生物顯微鏡。
2·試驗結果與討論
2.1印染廢水可生化性考察
印染廢水的可生化性除取決于偶氮雙鍵等發色基團外，其分子結構的其它特征也與之有密切的關系[10]。鐵炭內電解預處理對COD的去除作用主要是通過陽極表面溶出的Fe2+及Fe3+所產生的新生態Fe（OH）2和Fe（OH）3的混凝作用，使廢水中的膠態、懸浮和有機高分子物質混凝去除。并且，鐵炭濾床對懸浮物的截留和吸附也能降低廢水的部分COD。在染料分子的各種環狀結構中，不同性質的取代基對廢水的可生化性有顯著影響，一般情況下，引入的推電子基團可提高廢水的可生化性，而引入的拉電子基團則可降低廢水的可生化性。鐵炭內電解反應可以直接還原廢水中含有的強拉電子基團的污染物，并連同新生態的Fe2+、H一起與其他大分子化合物發生氧化還原反應，使大分子有機化合物分解成小分子的中間體。因此，鐵炭內電解的處理效果，并不僅僅體現在對COD的降解和色度的去除，更重要的是廢水可生化性的提高。
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