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1、第27卷第6期环境化学Vo.l27,No.62008年11月ENVIRONMENTALCHEMISTRYNovember2008*铁炭曝气微电解预处理纤维素发酵废水**朱振兴颜涌捷亓伟章冬霞(华东理工大学生物质能源研究中心,上海,200237)摘要采用正交实验法对铁炭曝气微电解预处理纤维素发酵废水进行了研究,最佳工艺条件为pH45,-1-1铁屑用量150gl,铁炭比12,反应时间1h,曝气量30mlmin在此条件下,CODCr去除率达25%左右,色度去除率达875
2、%,有效地去除了影响乙醇发酵的四种抑制剂(乙酸、糠醛、乙酰丙酸、5羟甲基糠醛),提高了废水的可生化性同时考察了活性炭粒径大小、Cu的加入对微电解反应的影响结果表明,粒径20100目的活性炭有利于铁炭反应,铜的加入形成了铜铁炭双电解反应,提高了微电解效率关键词铁炭曝气微电解,纤维素发酵废水,CODCr.[14]铁炭曝气微电解技术是一种新型的废水处理技术.在废水处理过程中铁炭床可起到氧化还[5]原、电附集、物理吸附、絮凝沉降以及铁作为催化剂等多种作用本文采用正交实验法对铁炭曝
3、气微电解预处理纤维素发酵废水进行了研究,并考察了活性炭粒径大小以及Cu的加入对微电解效果的影响1实验部分11实验方法铁屑粒径约为12mm首先用洗涤剂浸泡一段时间,以去除油污,然后在稀硫酸溶液中浸泡半小时,以去除表面的氧化物,增大铁屑的表面积,提高铁的活性用前用清水冲洗干净颗粒活性炭粒径20100目;工业级大颗粒活性炭,棒状,粒径34mm实验前均在废水中浸泡24h,以排除吸附作用-1发酵废水采用高温段水解发酵液,其特征为:pH=45,CODCr=58013mgl
4、,表观颜色呈黑--1-1色,离心后为红黑色,色度达25600倍,[Cl]=10gl,乙酸含量5664gl,糠醛含量-1-1-11959gl,乙酰丙酸1772gl,5羟甲基糠醛0398gl将铁屑和活性炭混合均匀,装入填料层,进水曝气反应一段时间,完毕后将出水pH值调节到9,进入沉淀池静置沉淀,取上清液过滤,测其色度和CODCr12分析方法采用重铬酸钾标准回流法(GB1191489)测定CODCr;采用稀释倍数法(GB1190389)测定色度;采用离子色谱法测定氯
5、离子浓度;利用Agilent6820气相色谱仪,配有氢火焰离子化检测器(FID)、Innowax极性柱(30m032mm025um),采用外标法对废水中抑制剂进行定量分析2结果与讨论21正交实验通过正交实验考察各因素对铁炭曝气微电解预处理纤维素发酵废水的影响次序和最佳反应条件,5选用L16(4)正交实验表,指标与因素水平关系见图1.对图1进行分析可知,影响处理效果的五个工艺因素的主次顺序依次为:pH值(A)、铁屑用量(B)、铁炭比(C)、曝气量(D)和反应时间(E),各因素最
6、佳组合为A1B3C1D4E1由此可见,活性炭2008年3月27日收稿.*上海市科委世博专项(05dz05828).**通讯作者,联系电话:02164253409,Emailyyansc@onlineshcn780环境化学27卷对废水中CODCr的去除效率有重要影响对于因素A,由于发酵废水pH为45之间,为减少成本,不调节pH值;对于因素D,水平1和4相差不大,考虑到缩短反应时间可以减少设备体积,节约投资成本,在实际操作中可选择反应时间为1h;对于因素C,从图中可以看出
7、,减小铁炭用量比可提高去除效率,当FeC=13,其它条件相同时,其去除率并没有得到提高因此,铁炭曝气微电解法处-1-1理的最佳条件为:pH值45,铁屑用量150gl,铁炭比12,反应时间1h,曝气量30mlmin图1指标与因素水平关系图Fig1Relationalgraphofindicatorandlevels在最佳条件下,进行重复试验,验证正交实验结果,四次实验结果的平均值如表1所示由表1可见,微电解对废水的脱色率可达85%以上,相对而言,对废水CODCr的去除率
8、较低这可以解释为:铁炭填料与废水中的发色分子发生反应,在很大程度上破坏了发色分子的发色或助色基团,发色分子中的化学键断裂,其电子共轭体系失去平衡,大部分发色分子变成无色的小分子有机[5]物,但它们并没有从根本上被去除,仍旧存在于废水中发酵废水中所剩余的糖类也无法通过微电解去除,仍存在于体系中另外,反应初始阶段会产生大量白色泡沫,这是由于废水中含有较多发泡物质而产生的;随着反应的进行,泡沫逐渐变少,说明发泡物质已被初步降解表1最佳条件下铁炭曝气微电解预处理纤维
