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小型污水处理设备

化工污水处理设备

化工污水处理设备

发布者:源洁环保 发布日期:2017-11-30 15:46:13

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化工污水处理设备

EDTA废水处理研究现状 1.1 生化法 EDTA只能被一些特殊的微生物降解,且这些 微生物的时代期长、增长缓慢,所以在一些生化试验中,由于微生物接种和试验操作等原因,EDTA往往表现为不可生物降解[1~5]。而事实上EDTA 是可生化降解的,一些学者不仅在试验中证明了这一点,而且还分离出了降解EDTA的微生物、发现了EDTA的微生物降解机理。 U.Kaluza等人 [6] 在芬兰一造纸废水处理厂中 首次发现了EDTA在实际工业废水处理条件下是 可降解的,该厂进水EDTA浓度为2318mg/L,出水EDTA浓度为518mg/L,EDTA去除率达80%;同时,还用该处理厂的活性污泥接种微生物,在实验室测定了EDTA的可生化性,EDTA浓度为20mgDOC(溶解有机碳)/L,在35℃下经28d降解后,CO2的产量达理论值的80%,DOC的去除率达 99%。 JohnJ.Lauff等人[7]从一家处理含Fe3+-EDTA废水的二级污水处理厂的活性污泥中分离 得到土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)strainATCC55002,并将它用于Fe3+-EDTA的生化处 理试验,试验表明:当Fe3+-EDTA浓度为0114mol/L时,其降解速率为214×10-2mol/(L・d),降解产物有CO2、NH3和其它代射产物;当Fe3+-EDTA浓度为315×10-2mol/L时,3d后其 降解率为90%,COD去除率为70%。 RussellA.P.Thomas等人[8]从河流theRiverMersey和一工业废水处理厂的活性污泥中分离得 到一混合菌群[包括Methylobacterium(甲基球菌 属)、Variovorax、Enterobacter(肠杆菌属)、Aure2obacterium(金杆菌属)和Bacillus(芽孢杆菌属)],并将它用于降解EDTA的金属络合物,结果发现:当EDTA金属络合物浓度为5×10-3mol/L时,28d后其降解率为20%~60%,降解率因金属离子不同而异,不同金属络合物的降解率大小顺序为:Fe>Cu>Co>Ni>Cd。 BerndNortemann[9]从一处理含EDTA废水的工业废水处理厂分离得到一混合菌群,将之用于分解EDTA,发现当EDTA浓度为220~250mg/L,20d后EDTA几乎完全分解;BerhdNortemann又进一步从此混合菌群中分离得到纯菌种BNC1,并将它用来降解EDTA,发现当EDTA浓度为200mg/L,10d后EDTA几乎完全分解,

大大提高了EDTA的降解速率。YongLiu

等人[10]进一步揭示了属蛋白菌

(proteobacteria)α亚纲的BNC1分解EDTA的机理,即strainsBNC1首先利用EDTA

单氧酶将EDTA分解为EDDA(乙二胺二乙酸),再利用IDA(亚氨基二乙酸)氧化酶将EDDA分解为ED(乙二胺)。也有资料报道[11]strainsBNC1利用EDTA单氧酶将EDTA分解为ED3A(乙二胺三乙酸)和乙二醛。同时,WitschelM.等人[12]还发现strainsDSM9103利用EDTA单氧酶将ED2TA分解为ED3A,然后再进一步分解为EDDA。此外,NagaseSeikagaku[13]发现在好氧条件下,Pseudomonas(假单胞菌属)和Alcaligenesstrain也能降解EDTA。 杨晓奕等人[14]研究了EDTA作为单一碳源以及在乙酸钠、葡萄糖共基质条件下EDTA的厌氧、好氧生物降解特性。活性污泥动态试验表明,当EDTA浓度为100mg/L、pH=718~813、水力停留时间为16h、污泥龄为10d时,污泥经过30d驯化后,EDTA去除率为45%~55%,

加入10mg/

L乙酸钠,其去除率可达80%;水力停留时间为20h时,其去除率可达9215%~9511%。污泥龄是影响EDTA降解的主要因素,在单基质试验中污泥龄为5d时,EDTA去除率仅为15%;而污泥龄为10d时,EDTA去除率达55%。1.2 化学氧化法1.2.1 光化学催化氧化法  将粉末TiO2加入废水中,在紫外光照射条件下,可使EDTA在TiO2的催化作用下得到降解。 P.A.babay等人[15]用高压氙弧灯(270nm~510nm,最强360nm)作光源,将粉末TiO2(DegussaP-25)加入到pH=3的EDTA溶液中(TiO2悬浮液浓度为1g/L),EDTA初始浓度为5×10-4mol/L、光照时间为3h。结果表明,在充N2条件下,EDTA降解率很低;而在充O2条件下,EDTA降解率约为90%,但TOC去除率仅为415%~910%;加入HClO4使pH不变或加H2O2或加5×10-4mol/LFe3+,其TOC去除率分别增大至2213%、2110%和3115%。降解产物有氨基乙酸、乙二胺、甲酸、氨、亚氨基二乙酸(iminodiaceticacid)、乙二 酸和乙醛乙酸(glyoxylicacid)。这表明,在紫外光照射下,粉末TiO2能将EDTA催化氧化分解成一系列的中间产物。同时,ThomasH.Madden等人[16]发现,在紫外光照射下,粉末TiO2催化氧化分解不同EDTA金属螯合物的能力不同。照射波长范围为350nm~400nm(最强368nm),在有氧条件下,当粉末TiO2(DegussaP-25)悬浮液浓度为1g/L、EDTA初始浓度为8×10-4mol/L、pH=4±011时,不同EDTA金属螯合物的光催化降解速率 大小顺序为:Cu2+-EDTA>Pb2+-EDTA>ED2TA>Ni2+-EDTA≈Cd2+-EDTA≈Zn2+-ED2TA>Cr3+-EDTA。而加入H2O2或Cu2+均能提 高Ni2+-EDTA的降解速率。 1.2.2 光氧化法  太阳光或紫外光照射也可直 接氧化分解EDTA废水。 HainesB.Lockhart等[17]在好氧条件下,用一 安装了紫外光透射器的5500W氙灯照射Fe3+-EDTA废水,发现Fe3+-EDTA降解速率与pH值 有关,在pH415、pH619和pH815中,pH415时降解最快,降解产物有CO2、ED3A、EDDA-N,N、EDDA-N,N’、EDMA(乙二胺乙酸)、IMDA(亚氨 基二乙酸)、甲醛和氨基乙酸。光强为4000英尺・坎德拉,Fe3+-EDTA浓度为116×10-3mol/L时,在pH415、pH619和pH815下,24h后Fe3+-EDTA均完全分解。 SirpaMets󰂽rinne等[18]在实验室用紫外光(315 ~400nm)照射Na2EDTA和Fe3+-EDTA浓度113×10-4mol/L时,Fe3+-EDTA(pH311和pH615)能降解,而Na2EDTA(pH7)不能降解;同一pH值下,Fe3+-EDTA在蒸馏水中要比在含腐殖 质的湖水中要降解得快;在同一溶液中,pH=311时比pH=615时降解得快。在太阳光的紫外区光(290~385nm)照射下,Na2EDTA在含腐殖质的湖水中开始降解速度要快,但最终降解率要低,30d达70%后基本不降解;而在蒸馏水中开始降解速度要慢,但最终降解率要高,50d几乎达到100%。在太阳光的紫外区光(290~385nm)照射下,无论在含腐殖质的湖水中还是在蒸馏水中,Fe3+-ED2 TA在pH=311时比pH=615时都降解得快,最终降解率几乎达到100%,而溶液介质对降解速度影响不大。 FranzGünterKari等[19]发现在太阳光照射下,夏天theRiverGlatt河流中的Fe3+-EDTA能在一个白天降解完全,其他金属(Cd、Zn、Cu)的EDTA结合物则不能降解。 FrdnzGunterKdri等[20]发现在紫外光照射下,当Fe3+-EDTA浓度<1uM时,溶液pH值对反应量子产率影响不大,波长对反应量子产率影响较大,25℃条件下、波长为313nm、366nm和405nm时的反应量子产率分别为01082、01034和01018;氧气的存在对反应量子产率影响较大,在313nm处,无氧条件下的反应量子产率仅为有氧 条件下的48%。 1.2.3 电化学法  选择合适的电极材料,可使EDTA得到完全分解,废水COD去除完全。 KatsukiKusakabe等人[23]采用填充床电极对Cu-EDTA废水进行电解处理,Cu-EDTA初始 浓度为1×10-2mol/L,阴极填充物为粉状石墨或 块状石墨,阳极填充物为钛的镀铂颗粒或β-PbO2颗粒或球状氧化铅。结果发现,所有的铜在阴极析出,EDTA在阳极完全分解,电流效率为114gCOD/mol。1.2.4 其他化学氧化法  氯气、Fenton试剂、O3、O3/H2O2、O3/UV、UV/H2O2和UV/H2O2/O3等都能在适宜条件下将EDTA完全氧化分解。 Bober等[22]在处理一含Fe-EDTA照相废水时,用16mol/L的NaOH溶液定期调整pH、使其大于1110,以016L/min的流量通入Cl2,2h后废水的COD从386000mg/L降至13000mg/L,所有的EDTA均被破坏。 有资料报道[23],一含EDTA废水,其中含Na+、Fe3+、和Cu2+等化合物及35000mgCOD/L,加入消石灰,使pH为1212,滤液用HCl调pH为1175使EDTA析出。向滤液中加入Fenton试剂,可使其COD值降至612mg/L。 E.Gilbert等[24]用臭氧氧化EDTA。EDTA浓度为1×10-3mol/L、O3剂量为10mg/(min・L)当pH为3h,氧化产物有EDDA-N,N、EDDA-N,N’、乙二醛、甲酸、乙醛乙酸、氨基乙酸、乙二酸和乙胺二乙酸(IMDA)、NH3、NO3-和H2O2;当pH 为7时,氧化产物有EDDA-N,N、EDDA-N, N’、乙二醛、乙醛乙酸、氨基乙酸、乙二酸和乙胺二乙酸(IMDA)、NH3和NO3-。当EDTA完全氧化时,溶液的可生化性较高;同时,Ca2+和Cd2+对EDTA的氧化速率影响很小,而Fe3+则能大大降低EDTA的氧化速率。

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