作者：宋晓乔1 ，任天龙2 ，张伟刚3 ，蹇骐蔚1 ( 1． 西安建筑科技大学华清学院，陕西 西安 710043; 2． 西安创业水务有限公司，陕西 西安 710086; 3． 中联西北工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710077)

摘 要: 采用微电解 + 硫酸铝混凝组合工艺对麦草制浆造纸废水进行处理，采用正交实验考察微电解法工艺参数: pH、铁屑用量、活性炭用量和磁力搅拌时间对 CODCr去除率和脱色率的影响。结果表明，铁/碳微电解 + 硫酸铝组 合工艺的优化工艺参数为: 废水 pH 值为 6． 0，反应时间 90 min，铁屑用量为 30 g /L，活性炭用量 6 g /L，其 CODCr去 除率 80% ，脱色率 90． 5% 。Fe /C 微电解和硫酸铝组合对脱色效果大大提高，由于其絮凝作用的重合，对 COD 去除 率效果并未大幅提高。

关键词: 麦草浆造纸废水; 微电解/硫酸铝组合工艺; CODCr ; 脱色率

麦草制浆造纸废水含有难降解物质，可生化性 差［1］，采用物化法进行预处理是必要的。Fe /C 微电 解法在酸性废水中，电解质溶液中铁屑晶体结构会 形成许多 Fe /C 局部微电池，利用其来处理工业废 水，适用范围广且操作维护方便。工艺中使用的铁 屑大多来自切削工业废料，不需消耗太多电力资源， 成本低廉，以废治废，可对环保事业做出一定的贡 献。目前，铁/碳微电解法在染料废水的处理方面应 用较多［2-4］，但在制浆造纸工业废水处理方面应用 还很少。本文研究用铁/碳微电解 + 硫酸铝组合工 艺对其进行预处理的效果。

1 实验部分

1． 1 材料与仪器 麦草制浆造纸废水取自河南一林造纸厂污水处 理站 曝 气 池，色 度 为 160，pH 为 6． 53，CODCr 为 1 150 mg /L; 硫酸铝、阳离子型助凝剂 CPAM、NaOH、 硫酸、盐酸、重铬酸钾、硫酸银、试亚铁灵指示剂、硫 酸亚铁铵等均为分析纯; 铁屑、活性炭为工业级。 DF-101S 磁力搅拌仪; CODCr测试装置，按照国 际方法组装; AB104-N 电子天平; UV-2000 分光光度 计; MY3000-6 智能混凝试验搅拌仪。

1． 2 实验方法 1． 2． 1 Fe /C 微电解实验 取 100 mL 麦草制浆造 纸废水到500 mL 烧杯中，用 NaOH( 浓度为10% ) 和 稀盐酸( 浓度为 10% ) 调节 pH，加铁屑、活性炭，在 磁力 搅 拌 仪 搅 拌 90 min。过 滤，用 浓 度 10% 的 NaOH 将溶液的 pH 值调到 11． 0，使溶液中的 Fe 2 + 、 Fe 3 + 等离子以 Fe( OH) 2和 Fe( OH) 3 的形式沉淀下 来。取上层清液，分别测其吸光度、色度和 CODCr 值，计算 CODCr去除率、脱色率。

1． 2． 2 硫酸铝混凝实验 取 100 mL 电解出水到 500 mL 烧杯中，用 NaOH( 浓度为 10% ) 和稀盐酸 ( 浓度为 10% ) 将 pH 调节到 7． 00，添加 1 mL 硫酸 铝( 浓度为 10% ) ，室温下在智能混凝试验搅拌仪中 进行 混 凝 反 应，搅 拌 时 间 为 1 min，转 速 为 300 r/min，然后投加助凝剂，搅拌时间为 1 min，转 速为 300 r/min，接着进入反应阶段，反 应 时 间 10 min，转速为 100 r/min，最后进入沉降阶段，沉降 时间 15 min。取出沉淀上清液分别测定吸光度、色 度和 CODCr值，计算其去除率。

1． 3 分析方法 CODCr值以重铬酸盐法测定; 脱色率是利用分 光光度法测麦草制浆造纸废水在某一特定波长下的 吸光度，然后计算求得; 色度以稀释倍数法测定。

2 结果与讨论

2． 1 Fe /C 微电解法工艺条件优化 采用正交实验，因素和水平见表 1，结果见表 2。
由表 2 可知，A1B3C3D1 的脱色率最高，C1 和 C3 差别很小，且 C( 铁) 重要因素程度最低，可以得出 A1B3C1D1 是 最 佳 方 案，各个因素的影响顺 序 为 B ＞ A ＞ D ＞ C，最重要的因素为磁力搅拌时间。 由表 2 可知，A1B3C1D3 的 CODCr 去除率最高， D( 碳) 重要因素程度最低，所以得出 A1B3C1D1 是最 佳方案; 各个因素的影响顺序为 B ＞ C ＞ A ＞ D，最重 要的因素为磁力搅拌时间。 综上所述，A1B3C1D1 为微电解的最优实验方 案，亦即废水 pH 值为 6． 0，反应时间为 90 min，铁屑 用量为30 g /L，活性炭用量为6 g /L。通过验证实验 得出，其 CODCr去除率 83% 左右，脱色率 85% 左右。 2． 2 电解出水 pH 对絮凝效果的影响 微电解出水在硫酸铝下进行混凝实验，pH 对絮 凝效果的影响见表 3。 表 3 电解出水 pH 对絮凝效果的影响 Table 3 Effect on flocculatio

n with the pH of electrolysis effluent 实验号 混凝 pH 值 脱色率/% CODCr去除率/% 1 无调节 89． 4 60． 9 2 11． 0 90． 5 80． 0 3 11． 0 92． 0 85． 4 由表 3 可知，1 号混凝后未将 pH 值 调 节 到 11. 0，由于微电解使水样 中含有 Fe 2 + 、Fe 3 + ，测 CODCr使用的硫酸亚铁铵用量减少，测得 CODCr值偏 高; 2 号和 3 号实验混凝后将 pH 值调节到 11． 0，使 上清液中 Fe( OH) 2 和 Fe( OH) 3 沉淀，其色度稀释 20 倍，达到排放标准，而 CODCr去除率高达 85. 4% ， 但还是未达到 CODCr≤100 mg /L 的排放要求。

综合经济技术条件，微电解法( 废水 pH 值为 6. 0，反应时间为 90 min，铁屑用量为 30 g /L，活性炭 用量为 6 g /L) + 硫酸铝组合工艺作为预处理，联用 污水处理站现存生化处理单元，使其达标排放。

2． 3 机理分析 Fe /C 微电解 + 混凝组合工艺处理麦草制浆造 纸废水后，其出水 CODCr去除率还是未达标原因在 于: 铁/碳微电解反应存在以电化学为主的多种作用 途径，在酸性条件下，带电的胶体粒子通过电场作用 而脱稳聚集沉降。新生成的［H］和 Fe 2 + 能还原废 水中的许多组分，破坏废水的发色或助色基团使废 水脱色，所以其脱色率很好。由于溶解氧的存在， Fe 2 + 在一定的碱度条件下容易被氧化成 Fe 3 + ，从而 产生有效的絮凝作用，形成以 Fe 3 + 为胶凝中心的絮 凝体。麦草制浆造纸废水中的悬浮胶体颗粒易被这 些絮凝体网捕并沉淀。因此铁/碳微电解反应可通 过吸附和混凝等多种作用降解废水中的污染物。 这一机理与硫酸铝混凝沉淀法重合而不能达到 良好的互补作用，但其两者组合对色度的去除大大 提高，可高达 90% 以上。

3 结论 Fe /C 微电解法最佳工艺条件: 废水 pH 值为 6. 0，反应时间为 90 min，铁屑用量为 30 g /L，活性炭 用量为 6 g /L。麦草制浆造纸废水微电解后出水 COD 去除率为 80% ，色度去除率为 90． 5% 。