［摘要］通過過濾柱實驗，研究了不同濾速情況下處理印染廢水時海綿鐵/錳砂混合填料對過濾周期產(chǎn)水量、脫色率、出水含鐵量的影響，并分析了印染廢水處理前后廢水的可生化性和紫外－可見光譜的變化。試驗結(jié)果表明，海綿鐵/錳砂混合填料對模擬印染廢水具有較高的脫色率，最高可達99%，并可提高印染廢水的可生化性。
［關(guān)鍵詞］海綿鐵；錳砂；脫色；可生化
印染廢水具有高色度、有機物含量高及可生化性差的特點，已經(jīng)成為難處理的工業(yè)廢水之一。脫色是印染廢水處理過程中必須要解決的關(guān)鍵問題。近些年來，海綿鐵作為一種多孔型金屬鐵填料，與傳統(tǒng)的鐵屑濾料相比，具有比表面積大，比表面能高及更強的電化學富集及絮凝沉淀的優(yōu)點，已經(jīng)在染料脫色方面受到重視〔1-2〕。但是，大多數(shù)研究往往集中在批量實驗研究〔3-5〕，對于通過過濾柱進行連續(xù)運行實驗的研究尚未見報道。筆者考慮到錳砂在海綿鐵對印染廢水進行預處理過程中具有催化作用的基礎(chǔ)上〔6〕，研究了不同濾速情況下海綿鐵/錳砂混合填料預處理模擬印染廢水的情況，并分析了過濾前后印染廢水的可生化性變化，為研究海綿鐵/錳砂混合填料預處理印染廢水工程化提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1·試驗裝置與實驗材料
1.1試驗裝置
試驗裝置主要由有機玻璃過濾柱、PVC進水箱和計量泵組成。過濾柱的直徑和高度分別為30 mm和2 400 mm，濾料層高度為1 500 mm。采用上部進水向下過濾的方式，廢水由計量泵從水箱中泵至濾柱頂端的進水口，進入濾柱后經(jīng)濾料層由底端的出水口流出。在反沖洗和再生時，采用下部進水向上反沖的方式，濾柱底端設(shè)置反沖洗口，反沖洗出水由上端進水口及溢水口流出。為測定過濾過程中的水頭損失，在濾料層的兩端連接有測壓管。
1.2實驗材料
海綿鐵：北京市某鐵砂廠生產(chǎn)，粒徑1~8 mm，含金屬鐵90%（質(zhì)量分數(shù)，下同），總鐵96%~97%，碳及其他雜質(zhì)3%~4%，密度2.3~2.7 g/cm3，堆積密度1.7~1.88 g/cm3，外觀灰黑有亮點，疏松呈海綿狀。錳砂：青島精威特化工有限公司生產(chǎn)，粒徑1~2mm，含錳量大于28％，密度3.4 g/cm3，堆積密度2.0g/cm3。
根據(jù)文獻〔6〕，本實驗中選擇m（海錦鐵）∶m（錳砂）＝18∶1。
1.3模擬印染廢水
試驗采用人工配制的模擬印染廢水。其中，模擬印染廢水中COD為700~800 mg/L，BOD5為230~250 mg/L，色度為1 000~1 200倍，pH為10~11，BOD5/COD為0.3~0.35。廢水中物質(zhì)組成見表1。
1.4分析項目方法 色度：稀釋倍數(shù)法；COD：重鉻酸鉀法；總鐵：鄰菲啰啉分光光度法；BOD5：無汞壓力感測法（WTW公司OxiTop IS6型BOD儀）；pH：pHS-3C型pH計；紫外可見掃描：Hitachi UV-3000分光光度儀。
2·試驗結(jié)果與討論
2.1濾速對過濾周期和過濾負荷的影響濾速的大小直接影響著濾池的過濾周期和周期產(chǎn)水量的大小，其對過濾周期及過濾負荷的影響見圖1。
由圖1可知，隨著濾速從2 m/h逐漸地增加到6m/h，過濾周期從46 h逐漸降低到12 h，過濾負荷從1.54 m3/（m·2h）逐漸增加到4.6 m3/（m2·h）。但是，在濾速為4 m/h的情況下，單位面積濾池周期產(chǎn)水量達到最大值，約為95 m3/m2。
2.2濾速對脫色效率的影響
由于海綿鐵與鐵屑具有相似的化學組成，在印染廢水中容易形成腐蝕原電池體系。其中，F(xiàn)e作為陽極被氧化，提供電子破壞染料的發(fā)色或助色基團，甚至斷鏈，從而達到脫色的目的。同時，電極反應的產(chǎn)物Fe2＋在錳砂的催化作用下極易生成Fe3＋，與水中的OH-形成聚凝能力較強的Fe（OH）3膠體，進一步吸附混凝印染廢水中的有色物質(zhì)，使染料脫色。濾速對脫色效果的影響如圖2所示。
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