化学氧化—曝气生物滤池组合工艺处理含氰电镀废水的研究

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氰化物(CN—)因其具有剧毒性而被世人所知,是美国环保署制定的优先控制的污染物之一,但由于其具有很强的络合及活化能力,因而仍被广泛应用于电镀等工业生产中。目前,含氰废水的处理以化学和物理化学法为主,该类方法普遍存在运行成本高、操作管理复杂、二次污染大等问题。生物法被认为是去除污染物最为经济和有效的方法,但由于含氰废水中的氰化物和重金属离子会对微生物产生毒杀和抑制作用,因此,生物法处理含氰废水目前仍处于实验室研究多,实际应用较少。本试验针对两种不同浓度的含氰电镀废水,提出:对于中低浓度废水(CN—为2550mg/L)可采用曝气生物滤池(BAF)-臭氧(O3)-BAF组合工艺进行处理;对于高浓度废水(CN—为488mg/L)可采用化学络合-化学氧化-BAF组合工艺进行处理。经两种工艺处理后的废水均可达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的表2要求。单独采用化学氧化法处理中低浓度含氰废水的最佳条件为:次氯酸钠(NaClO)处理时,NaClO/CN—的质量比为20:1,反应初始pH为10,反应时间2h;双氧水(H2O2)处理时,H2O2/CN—的质量比9:1,反应初始pH为11,反应时间1.5h;O3处理时,O3/CN—的质量比为4.68:1,反应初始pH为12。采用BAF对含氰废水进行处理,当进水CN—浓度高于10mg/L和20mg/L时,就分别会显著降低BAF对COD(化学需氧量)和TN(总氮)的去除率,但当进水CN—浓度为65.23mg/L时,两级BAF(BAF1-BAF2)仍可去除59.1%的CN—和53%的COD。研究表明:BAF处理时,CN—初始浓度宜低于47mg/L,BOD5(五日生化需氧量)/TN值宜高于11,当废水中存在重金属离子时会影响BAF的处理效果。采用BAF1-O3-BAF2组合工艺处理中低浓度含氰电镀废水,最佳工艺条件为:O3投加量为100mg/L,BAF1和BAF2的HRT分别为9h和6h。在最佳条件下,CN—、COD、Cu2+和Ni2+的去除率分别达99.7%、81.7%、97.8%和95.3%。采用化学络合-化学氧化-BAF组合工艺处理高浓度含氰电镀废水,用硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)预处理的最佳条件为:Fe2+/CN—的摩尔比为3:1、反应时间30min及不调节原水pH(约为9.40),可将CN—从488mg/L降至90mg/L左右。在O3投加量为250mg/L及BAF闷曝6h的情况下,最终出水CN—和COD分别达0.23mg/L和74.9mg/L。
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