熒光廢水含有苯胺、苯磺酸、苯及多種生物難降解的高濃度有機物，生物毒性較強，可生化能力差，COD高達5 000~6 000 mg/L，對人體構(gòu)成危害。該類廢水含有熒光增白劑產(chǎn)品，具有潛在致癌因素，且鹽度非常高，對生物抑制作用強〔1〕。目前工業(yè)上常用的Fe鹽絮凝劑—稀釋廢水—活性污泥法，可使廢水COD從7 000 mg/L降到5 000 mg/L左右，廢水經(jīng)過稀釋后COD約為3 000 mg/L，再通過厭氧+好氧處理可使COD約為1 300~1 400 mg/L，出水無法達標排放。
針對熒光廢水的危害性，人們進行了大量研究。章一丹等〔2〕采用高壓脈沖等離子體反應器處理熒光廢水，COD去除率為85.7%，但無法進行規(guī)�；I(yè)處理。姚萌等〔3〕采用酸析混凝/水解酸化/IC反應器處理熒光增白劑廢水，COD去除率達80%，但工藝操作復雜且成本較高。徐灝龍等〔4〕采用物化—生化組合工藝處理熒光增白劑廢水，雖然可使出水達標但工藝過程較為復雜，處理成本也相對較高。Fenton試劑具有強的氧化性，可處理許多難降解廢水，在去除COD的同時提高廢水的可生化性〔5, 6, 7, 8〕，經(jīng)微波強化后效果更好〔9〕。
筆者采用酸性凈化—微波+Fenton氧化—投加石灰—生物降解聯(lián)合方法處理熒光廢水，處理成本低，凈化效果顯著。
1 實驗材料
熒光廢水取自某化工廠，pH≈7，初始COD＞5 000 mg/L，含有CBS-X、CBS-L、 BBU、ER330、苯及其衍生物等，屬于高濃度難降解有機物廢水�；钚晕勰嗳∽酝换S生物處理池。
工業(yè)廢酸（回收），H2O2（30%，分析純，天津市大茂化學試劑廠），硫酸亞鐵（分析純，天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠）。
2 實驗流程
熒光廢水中的4，4’-二氨基二苯乙烯-二磺酸等在酸性條件下難溶或不溶，故將回收的工業(yè)廢酸（硫酸、鹽酸、磷酸等）加入廢水中，使其呈強酸性，可將大分子難生物降解有機物沉淀出來。酸化處理在減少后續(xù)操作負荷的同時，還創(chuàng)造了適宜的pH條件，可直接用微波+Fenton氧化法進行處理。微波與Fenton氧化法的結(jié)合很大程度上縮短了反應時間，使難降解環(huán)狀有機物更有效地開環(huán)分解成小分子有機物，提高了效率。堿化過程加入石灰，將pH調(diào)至中性或弱堿性，可將廢水中的磺酸根以磺酸鈣的形式沉淀出來，且堿性條件下鐵離子可生成Fe（OH）3沉淀，具有絮凝效果，弱堿性也創(chuàng)造了生物法處理時微生物生長和繁殖所需的pH條件。最后用生物法完成后處理操作，利用微生物的降解代謝將小分子有機物轉(zhuǎn)化為無機物，使出水COD進一步下降，滿足廢水排放標準要求。具體實驗流程如圖1所示。
圖 1 實驗流程
3 結(jié)果與討論
3.1 廢酸對廢水處理效果
取7份等量熒光廢水，分別加入不同用量的回收廢酸，調(diào)節(jié)pH分別為1、2、3、4、5、6、7，測定加酸后廢水的COD，結(jié)果見表 1。COD去除率與pH的關系見圖 2。
圖 2 COD去除率與pH的關系
由表1、圖2可知，廢水的pH越小，COD去除率越大，實驗沉淀出的大分子難降解有機物越多。對沉淀物進行分析發(fā)現(xiàn)其有熒光性，證實為熒光劑，可將其回收利用。確定最佳實驗pH為2。
3.2 微波+Fenton氧化法的處理效果
取熒光廢水，加廢酸調(diào)節(jié)pH為1~2，產(chǎn)生大量泡沫狀物和沉淀，靜置過夜并過濾，回收沉淀，測定濾液COD降至2 600 mg/L左右。采用微波+Fenton氧化法繼續(xù)處理廢酸凈化后的廢水。取7份等量廢水（100 mL）進行單因素實驗：H2O2用量梯度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，F(xiàn)eSO4用量梯度分別為1、2、3、4、5 mL，pH梯度分別為1、2、3、4，微波加熱時間梯度分別為5、7、9、13、15 min，實驗結(jié)果見表 2~表 5。
由表2可知，H2O2的最佳用量為0.4 mL，用量過多時過氧化氫自身消耗羥基自由基，降解效果反而減弱。
由表3可知，F(xiàn)eSO4最佳用量為3 mL，其用量過多時會引入新雜質(zhì)。
由表4可知，實驗最佳pH為2，這與酸化處理的最佳條件相同，說明預處理與Fenton氧化法可以聯(lián)用。
由表5可知，微波加熱13 min時氧化反應已經(jīng)進行完全，故選擇13 min為較佳反應時間。
綜上所述，微波+Fenton氧化法的較佳條件為：pH=2、V（H2O2）∶V（FeSO4）=4∶30、微波加熱13 min。3次重復實驗結(jié)果表明處理后廢水COD在700~800 mg/L之間。
3.3 石灰堿化效果
經(jīng)上述步驟處理后的廢水pH呈酸性，不適于微生物的生長，因此在生物法處理前需加入石灰調(diào)節(jié)pH至堿性。具體操作為：攪拌下緩慢加入石灰，利用酸度計控制pH接近7，攪拌0.5 h，靜止沉降48 h，測得廢水COD從784 mg/L降到700 mg/L左右，pH略＞7，一般為7.1。石灰中的鈣離子與廢水中的磺酸根離子生成磺酸鈣等沉淀析出，但由于析出速度緩慢，故需要放置2 d，且堿性條件下廢水中的鐵離子會生成氫氧化鐵沉淀，充當絮凝劑產(chǎn)生絮凝效果，同時為后續(xù)生物法提供了有利的pH條件。
3.4 生物法處理效果
采用柱狀玻璃缸作反應器，溫度為室溫（25 ℃左右）。取1 L石灰調(diào)節(jié)沉淀后的廢水，加入50 g活性污泥進行后處理。由于其微生物已經(jīng)適應了高鹽度環(huán)境，所以不需進行降低鹽度的處理，可就直接進行生物降解。用氣泵鼓風并調(diào)節(jié)流量，使活性污泥與廢水充分接觸，氣體流量約為30~50 mL/min。由于前期處理時廢水大部分難降解有機物被沉淀或破壞，因此廢水表現(xiàn)出良好的生物降解活性。生物法對COD的處理效果見表6。
由表6可知，生物法處理時間短不能完全降解，而時間過長污泥中的微生物活性可能會降低，處理效果反而降低，故取12 h為生物法最佳處理時間。
4 結(jié)論
采用酸化處理—微波+Fenton氧化—投加石灰—生物降解新型組合方法處理熒光廢水，COD可從5 480 mg/L降到75 mg/L。該方法高效、無污染且成本低廉，耗時短，是熒光劑廢水的一種新型有效處理方法。具體參見http://wlmqsb.com更多相關技術文檔。
