混凝-电解预处理木材蒸煮废水的研究

谢国建，徐 佳，沙昊雷

（1.杭州市萧山区人民政府南阳街道办事处，浙江杭州311227；2.杭州市萧山区益农镇人民政府，浙江杭州311247；3.浙江万里学院生物与环境学院，浙江宁波315100）

混凝-电解预处理木材蒸煮废水的研究

谢国建1，徐 佳2，沙昊雷3

（1.杭州市萧山区人民政府南阳街道办事处，浙江杭州311227；2.杭州市萧山区益农镇人民政府，浙江杭州311247；3.浙江万里学院生物与环境学院，浙江宁波315100）

针对木质素含量高和可生化性差的特点，采用混凝-电解对木材蒸煮废水进行预处理。结果表明：经过混凝沉淀处理，悬浮物 （SS）浓度达到国家一级排放标准；电解可以有效降低CODCr浓度，废水在最佳工艺条件下经过30min的电解处理，CODCr的去除率达到37.18%，B／C从0.09上升到0.31，可生化性得到提高。

木材蒸煮废水；混凝；电解；预处理

本研究对取自浙江某木业有限公司污水站调节池的废水进行了混凝-电解预处理，考察了关键工艺参数对电解效果的影响和电解前后废水可生化性的变化。

1 材料和方法

1.1 电解装置

电解装置为自制的玻璃槽，容积4L（20cm× 10cm×20cm），两边放置阴极（不锈钢板），中间放置阳极（网状Ti基PbO2催化电极），极板大小均为15cm×8cm，如图1所示。由直流稳压电源（WYJ-9601型）供电。

1.2 废水水质

废水取自浙江某木业有限公司污水站调节池，共采集6个批次，每个批次约10L，废水水质如表1所示。

表1 废水水质 （mg／L）

1.3 分析方法

pH值采用膜电极法（WTW330i便携式pH计）测定，CODCr采用重铬酸钾法 （《水和废水监测分析方法》第四版）测定，BOD5采用稀释接种法 （《水和废水监测分析方法》第四版）测定，SS采用重量法（GB 11901-89水质悬浮物的测定重量法）测定。废水pH值用NaOH溶液和H2SO4调节。

2 结果和讨论

2.1 混凝沉淀处理

综上所述，课后环节应包含：①教师：知识补救、制作微视频(针对难题、重点题及易错题等)，在线指导和作品评价；②学生：撰写学习成果、分享成果和学生互评，巩固扩展学习。[4]

以硫酸铝为絮凝剂，以聚丙烯酰胺为助凝剂，对采集的6个批次的废水，分别进行烧杯小试实验，考察SS的去除效果，确定絮凝剂和助凝剂的最佳投加比例，再对每个批次的废水进行混凝沉淀处理，静置2h左右，取上清液作为电解实验废水备用，并测定pH值、CODCr、BOD5和SS，结果如表2所示。

表2 上清液水质 （mg／L）

由表2可知，经过混凝沉淀处理后，各批次废水的pH值和SS已达到《GB8978-96污水综合排放标准》的一级排放标准，CODCr和BOD5浓度均不同程度降低。

2.2 pH值对电解效果的影响

常温下取废水3.5L，在电流密度为5mA／cm2、极板间距为2cm、电解时间为30min的条件下，考察了pH值对电解效果的影响，废水初始CODCr浓度在1100～300 mg／L，每5min采样测定CODCr浓度，结果如图2所示。

由图2可知，随着电解时间增加，CODCr浓度均呈现下降趋势。其中pH值为6.72的废水下降最快，CODCr浓度从1152mg／L下降到737mg／L，去除率为36.02%。经过综合分析认为，在本实验条件下，废水的pH值控制在7左右最佳。

2.3 电流密度对电解效果的影响

常温下取废水3.5L，在pH值为6.93、极板间距为2cm、电解时间为30min的条件下，考察了电流密度对电解效果的影响，废水初始CODCr浓度在1100～1300mg／L，每5min采样测定CODCr浓度，结果如图3所示。

由图3可知，随着电解时间增加，CODCr浓度均呈现下降趋势。其中，电流密度为6 mA／cm2的废水下降最快，CODCr浓度从1147mg／L下降到703mg／L，去除率为38.71%。因为电流密度大，产生的·OH、 H2O2等强氧化物质也多，提高了有机物的去除效率［5］。但增加电流密度，要以增加耗电量为前提，在本实验中，电流密度为5mA／cm2的废水样本的CODCr去除率也达到了33.24%，只要再经过生化处理，完全可以使废水达标排放，因此经过综合分析认为，最佳的电流密度为5mA／cm2。

2.4 极板间距对电解效果的影响

常温下取废水3.5L，在pH值为7.07、电流密度为5mA／cm2、电解时间为30min的条件下，考察了不同的极板间距对电解效果的影响，废水初始CODCr浓度在1100～1300mg／L，每5min采样测定CODCr浓度，结果如图4所示。

由图4可知，极板间距越小，效果越明显，但过小的极板间距会使电流增大，从而增加发热量，最终影响处理效率。在工程应用中，电解装置将放大，由于安装和水流等原因可能造成极板抖动，过小的极板间距可能导致电路短路，因此经过综合分析认为，最佳的极板间距为3cm。

2.5 电解对废水可生化性的影响

常温下取废水3.5L，在pH值为6.97、电流密度为5mA／cm2、极板间距为3cm、电解时间为30min的条件下，考察了电解前后废水可生化性（B／C）的变化情况，每5min采样测定CODCr和BOD5浓度，结果如图5所示。

由图5可知，经过电解处理，废水的CODCr浓度从1221mg／L下降到767mg／L，去除率达到37.18%，BOD5浓度从104mg／L上升到236mg／L，B／C从0.09上升到0.31。

3 小结

（1）采集的6个批次废水经过混凝沉淀处理，pH值和SS可以达到《GB 8978-96水综合排放标准》的一级排放标准，CODCr和BOD5浓度均不同程度降低。

（2）电解可以有效降低CODCr浓度。在本实验条件下，最佳工艺条件为pH值7左右、电流密度5mA／cm2、极板间距3cm。

（3）废水在最佳工艺条件下经过30 min的电解处理，CODCr的去除率达到37.18%，B／C从0.09上升到0.31，可生化性得到提高，有利于进一步的生化处理。

［1］郁桂林，于金莲，王珩.木材蒸煮废水的化学处理 ［J］.上海师范大学学报：自然科学版，2005，34（4）：101-104.

［2］陈南南.造纸废水的毒性研究［J］.环境科学导刊，2008，27（6）：13-15.

［3］唐檐，姜佩华，奚旦立.木材蒸煮废水预处理的实验研究［J］.净水技术，2008，27（6）：34-37.

［4］罗阳春，王家德，陈建孟，等.电催化氧化技术提高垃圾渗滤液可生化性的研究［J］.水处理技术，2005，31（5）：73-75，86.

［5］王敏，李小明.催化电解法处理垃圾渗滤液的研究 ［J］.环境科学与技术，2002，25（2）：17-21.

Study of Pretreatment on W ood Cooking W astewater by Coagulation-electrolysis Technology

XIE Guo-jian1，XU Jia2，SHA Hao-lei3
（1.Nanyang Street Agency of Xiaoshan District People＇s Government in Hangzhou City，Hangzhou Zhejiang 311227，China）

Coagulation-electrolysis technology was used to pretreat wood cooking wastewater in view of its high lignin content and poor biodegradability.The results showed that suspended solids（SS）concentration reached the national first class discharge standard after coagulation sedimentation.Electrolysis process could reduce CODCrconcentration efficiently.After 30 minutes's electrolysis disposal under the optimal technical conditions，the removal rate of CODCrwas 37.18%，and B／C ratio increased from 0.09 to 0.31.Wastewater's biodegradability was improved.

wood cooking wastewater；coagulation；electrolysis；pretreat

X703

A

1673-9655（2015）05-0069-03

2015-02-10

谢国建（1981-），男，浙江杭州人，工程师，现工作于杭州市萧山人民政府南阳街道办事处。