電化學法在超細纖維合成革基布染色廢水預處理中的應用研究

李巧紅

（福州東成環(huán)保技術有限公司 350002）

超細纖維合成革是利用超細纖維制備出具有三維立體網(wǎng)狀結構的無紡布基布，然后浸漬具有微孔結構的聚氨酯的一種仿皮材料[1]。因制作成本低，內(nèi)部結構以及感官性可與真皮相媲美，同時在抗磨損、透氣性、力學性能等方面超過了天然皮革，正在逐步替代天然皮革及PVC（聚氯乙烯）和PU（聚氨酯）合成革[2]。為滿足差異化市場，具有不同顏色和花紋的超纖革產(chǎn)品產(chǎn)量激增，這得易于其基布染色工藝[3-4]。然而，超纖革基布染色產(chǎn)生了大量的廢水，主要產(chǎn)生于漂白與染色階段，廢水量高達80～100m3/t產(chǎn)品，含有大量染料、輔料及鹽類物質，其化學需氧量（COD）高達1500～2500mg/L，色度4000倍以上，且水質水量波動大，生化因子0.2～0.3，可生化性差，屬于難降解廢水[5-8]。

因廢水可生化性差，需采取預處理措施以提高其可生化性，常用于提高廢水可生化性的預處理工藝主要有臭氧氧化、Fenton氧化、光催化氧化、電化學氧化等[9-13]。但臭氧氧化易向空氣中散逸臭氧造成二次污染[14]；Fenton氧化反應pH較低且反應后Fe3+存在影響廢水色度[15]；廢水本身的透光性和光利用率制約著光催化技術在染色廢水處理中的應用[16]。電化學處理技術利用陽極、陰極發(fā)生的氧化還原反應去除廢水中的污染物，可應用于染色廢水預處理過程中，用以提高廢水的可生化性[17-19]、促使固液分離[20]，提高廢水色度的去除效率[21]。

本文以福建省某超纖革企業(yè)基布染色廢水為研究對象，采用電化學處理技術對廢水進行預處理，研究其處理效果、污染物降解性能及其技術指標。

1 材料與方法

1.1 廢水來源及水質

實驗用染色廢水來自福建省某超纖科技股份有限公司，污水中主要含有加工過程中涉及的漿液與染料。企業(yè)雖已采用環(huán)保型染料作為原輔材料，但由于廠址位于重點流域上游，染色廢水需全部回用，回用水水質執(zhí)行《紡織染整工業(yè)回用水水質》（FZT 01107-2011）標準。項目已有生化處理系統(tǒng)、深度處理系統(tǒng)及回用系統(tǒng)，但由于原水可生化性較差，出水無法穩(wěn)定達標。取各生產(chǎn)班次染色廢水樣品3份并混合，生化沉淀池剩余污泥（混合液）1份，進行電化學預處理及生化處理實驗。進出水及實驗水樣水質指標見表1。

表1 進出水及實驗水樣水質Tab.1 Pollutant concentration of wastewater

1.2 試劑與儀器

試劑：氯化銨、氯化汞、氫氧化鉀、氫氧化鈉、酒石酸鉀，均為分析純；純水，自制。儀器：電化學處理系統(tǒng)（HSJ-EC）、COD快速測定儀（5B-3C）、紫外可見分光光度計（L5S）、磁力攪拌器（CJJ78-1）、pH計（pHS-3C）。

1.3 實驗方法

用標準方法測定3份廢水樣品及污泥混合液樣品的污染指標濃度[22]。將采集的混合原水4L置于電化學處理系統(tǒng)內(nèi)進行通電并攪拌處理2h，靜止2h，取上清液測定其污染指標并將該上清液（1L）與污泥混合液（1L）混合，置于燒杯中曝氣20h。停止曝氣后靜置沉淀2h，取其上清液測定其污染指標。

2 結果與討論

2.1 電化學系統(tǒng)處理效果

染色廢水經(jīng)電化學系統(tǒng)處理后樣品性狀如圖1所示，水質見表2。電化學處理系統(tǒng)對染色廢水的色度及氨氮具超過80%的處理效果，其主要機理為電絮凝作用，廢水中的含氨基染料被電解過程中Fe電極產(chǎn)生的Fe(OH)3、Fe(OH)2膠體顆粒吸附，達到混凝效果，從而大量從廢水中去除。對CODCr及BOD5的去除率分別為36%、8.3%，電解過程在對難生物降解的染料大分子進行氧化，降解不徹底，形成易生物降解的小分子，部分通過混凝去除。對BOD5的處理效率不高，這主要是因為部分難生物降解的COD被氧化為小分子新生成了BOD。

雖然對有機物的去除率不高，但如圖2所示，廢水的生化因子提高，可生化性增強，這可提高后續(xù)生化處理系統(tǒng)對染色廢水的處理效率。

表2 電化學處理后廢水水質Tab.2 Pollutant concentration of wastewater before and after electrochemical treatment

2.2 可生化性提高后活性污泥處理效果

染色廢水經(jīng)電化學系統(tǒng)處理后1∶1與采集的二沉池剩余污泥混合液混合，曝氣20h后上清液水質指標見表3?；旌虾髲U水生化因子0.32，仍具有較好的可生化性。活性污泥處理系統(tǒng)對廢水的處理效率如圖3所示，廢水可生化性提高后，進一步采用活性污泥法對該染色廢水的CODCr、BOD5的處理效率可達到96.5%、98.6%。

表3 生化處理前后廢水水質Tab.3 Pollutant concentration of wastewater before and after biochemical treatment

3 結論

（1）電化學處理系統(tǒng)可有效提高超細纖維合成革基布染色廢水的可生化性，生化因子可提高至0.3以上，并能通過電絮凝過程去除80%以上的色度和氨氮。

（2）染色廢水經(jīng)電化學處理后再利用普通活性污泥法進行二級處理，大大提高了其對CODCr、BOD5的處理效率，達96%以上。