曾迪1，2 黄智贤1 方宏达2 陈少华2
( 1. 福州大学化学化工学院，福州350108; 2. 中国科学院城市环境研究所，福建厦门361021)
摘要: 以某电镀工业园的重污染废水经常规处理后的出水为对象，研究进一步去除废水中有机物的方法。结果表明:1) 废水直接曝气可使COD 降低15. 70%，加酸曝气则降低31. 32%，酸化曝气法适合作为Fenton 或电解法的前处理以减少处理成本。2) Fenton 氧化法的最佳工艺条件为: H2O2( 质量分数为30%) 为0. 48 mL/L、FeSO4·7H2O 为0. 52 g /L，pH = 4，该条件下可使废水ρ( COD) 由147. 41 mg /L 降至38. 74 mg /L，药剂成本为2 ～ 3 元/m3 ，技术及经济上均可行。3) 采用析氯电解法，在以钌铱板为阳极、电流10 A、电压6 V 条件下电解30 min 可使废水的ρ( COD) 降至69. 72 mg /L，实现有机物的达标。
关键词: 电镀废水; 有机污染物; 析氯电解法; Fenton 氧化法; 曝气法
DOI: 10. 13205 /jhjgc201306011
0· 引言
长期以来针对电镀废水的研究一直集中在重金属处理方面，而忽略了有机物的存在及其处理。我国GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》规定电镀废水中有机污染物指标化学需氧量( COD) 小于80 mg /L。电镀废水中有机物来自电镀前处理、电镀过程和电镀后处理三个工序。电镀前处理废水中有机物含量较高，主要来源为除油、除蜡用的有机表面活性剂及工件剥落下来的油、蜡，其排放量占电镀废水总量的20% ～ 25%。电镀工序过程中的有机物主要来自电镀添加剂，如十二醇硫酸醋钠、丙烯磺酸钠、苄叉丙酮等，所镀金属不同添加剂种类也不同，但其水质相对稳定，排放量占总量的60% ～ 70%，是有机废水的主要来源。电镀后处理阶段的退镀液中含有大量的间硝基苯磺酸钠与氰化钠，废液呈深棕色，致使处理后的排水颜色偏黄，而且其色度很难去除，约占总量的1% ～ 3% [1]。
目前电镀有机废水处理方法有强化混凝法[2]、吸附法[3-4]、生化法[5-6]、微电解法[7-8]、高级氧化法[9-10]、光催化法[11-12]和工艺组合处理法[13]等。电镀废水中有机污染物具有成分特殊、种类多样以及性质复杂的特点并且可生化降解性差，使得电镀废水中的有机污染物控制成为一大难题。本研究以福建某电镀集中工业园重污染废水经常规处理后的出水为研究对象，对废水中有机物的去除方法进行研究，旨在探索处理此类废水中有机污染物的有效处理方法。
1 ·实验部分
1. 1 实验用水
福建某电镀工业园的重污染废水( 主要是前处理除油废水和清洗地板的废水) ，地板清洗废水经破氰、还原、混凝沉淀和泡沫滤珠过滤等工艺处理后与经混凝沉淀后的前处理除油废水混合排出。实验用水取自上述混合出水，其水质情况如表1 所示。
由表1 可知: 废水中ρ( COD) 为214. 27 mg /L，高于国家排放标准80 mg /L，并且废水中的油脂及盐含量也较高。虽然废水中含有氮、磷等营养物质，但其中难降解的油脂、盐分以及重金属均不利于采用生化处理方法。Fenton 氧化法[14-15]氧化效率高，用来处理此种废水较为适宜。另外废水的电导率高，为采用电解法提供有利条件，而对废水进行曝气处理可以氧化去除废水中部分还原性物质。因此，本研究选择先将废水进行曝气预处理，然后采用Fenton 氧化法和电解法进一步处理。
1. 2 分析方法
总磷采用过硫酸钾消解- 钼锑抗分光光度法; 正磷酸盐用钼锑抗分光光度法; 总氮采用过硫酸钾氧化- 紫外分光光度法; 氨氮采用纳氏试剂光度法;COD 采用重铬酸钾法; 油脂采用重量法; 总有机碳( TOC) 和无机碳( IC) 通过总有机碳分析仪采用燃烧氧化- 非分散红外吸收法测定。[16]
2· 结果与讨论
2. 1 曝气法预处理废水
电镀废水中含有氰化物和六价铬，一般会投加过量的焦亚硫酸钠还原六价铬。未被彻底氧化的氰化物和残余的焦亚硫酸钠会形成CNO - 等还原性物质。这些无机还原性物质在有氧条件下可被氧化，且酸性条件更易被氧化，因此可采用在酸性条件下进行充氧曝气的方式去除。本研究取10 L 废水调pH 为3，以50 L /min 的曝气量进行曝气，在曝气10，20，30，60，120， 240 min 时分别取样分析，结果如表2 所示。同时与在非酸化曝气条件下实验结果进行对比。
由表2 可知: 在酸性条件下对废水进行曝气处理240 min 后，COD 去除率达31. 20%，而非酸化曝气时其去除率仅为15. 70%。在曝气过程中，TOC、TC、TN等反映有机物含量的指标变化量却很少，这说明导致废水COD 降低的主要原因不是微生物降解有机物，而是无机还原性物质被分解或者发生氧化反应。在酸性条件下，无机还原性物质更易分解或氧化，因此，采用酸性曝气法对废水进行预处理可去除部分COD，降低后续处理负荷以减少废水处理成本。
