冶金廢水處理工藝冷軋廢水種類(lèi)多，所含的污染物質(zhì)較復雜，其中冷軋乳化液的油脂濃度和乳化程度高，普遍含表面活性劑，是含油廢水中處理難度較大的一種廢水。
電催化氧化技術(shù)是在電化學(xué)氧化的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種高級氧化技術(shù)，其在處理高濃度、難降解廢水方面的研究已受到了廣泛關(guān)注〖1、2〗。催化氧化反應過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的羥基自由基（·OH），其氧化能力極強，與大多數有機污染物都可以發(fā)生快速的鏈式反應，可把有機氧化成CO2、H2O或礦物鹽，無(wú)二次污染〖3〗。筆者將電催化氧化技術(shù)用于處理冷軋平整液和光整夜兩種廢水，考察其與破乳、混凝沉淀的組合工藝對兩種廢水的處理效果。使用的電催化氧化處理工藝是綜合采用鈦基涂層電極、固定催化劑及其脫附技術(shù)，在常溫、常壓下，通過(guò)可控制流電源在極板間形成磁場(chǎng)，并通過(guò)填充固定催化劑形成多元電極效應，最大限度的促進(jìn)·OH、活性O、活性H等各種自由基的產(chǎn)生，以降低廢水中的難降解有機物濃度，有效提高廢水的可生化性。
1 試驗材料與方法
1.1 廢水水質(zhì)
試驗廢水為寶鋼新日鐵汽車(chē)板有限公司生產(chǎn)線(xiàn)排放的廢水。其中，平整液廢水的pH值為8.7～9.3,COD為12000mg/L（平均為14000mg/L）,B/C≤0.35, 總油為800～1000mg/L（主要為石油類(lèi)），電導率為1500～2500uS/cm,有機物的主要成分為鏈烷醇胺和表面活性劑等，平均分子質(zhì)量為176u。光整夜廢水的pH值為8.2～8.8,COD為4000～8500mg/L（平均為5300mg/L），B/C≤0.35,總油為700～800mg/L（主要為石油類(lèi)），電導率為600～1000uS/cm，平均分子質(zhì)量為370～450u。平整液、光整夜廢水的有機物分子質(zhì)量較小，絕大部分可穿過(guò)超濾膜，同時(shí)其中的有機堿（如鏈烷醇胺等）難于生物降解，傳統的超濾/生化處理工藝無(wú)法有效降解。
1.2 試驗工藝流程
對兩種廢水分別獨立處理，工藝流程見(jiàn)圖1,其中光整夜廢水無(wú)破乳預處理工藝。
兩種廢水的處理流量均為2.0m3/h。廢水經(jīng)調節池均質(zhì)、均量調節后，由提升泵送入破乳反應槽，在反應槽投加硝酸進(jìn)行破乳，然后進(jìn)行混凝反應槽，調節廢水pH值為5.2～5.8,投加混凝劑和助凝劑充分混合，經(jīng)沉淀去除廢水中的大部分懸浮物及油類(lèi)物質(zhì)后，廢水排入中間水池。然后將廢水泵入催化氧化系統，催化氧化分為兩級，反應槽內布置有催化劑及電極（陽(yáng)極為鈦基涂層燒結電極，陰極為不銹鋼電極，催化劑為金屬離子接種活性炭），通電曝氣后進(jìn)行反應，并通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)行內循環(huán)。廢水經(jīng)催化氧化處理后，在排入生化系統處理后達標排放。試驗過(guò)程中取原水、中間水池出水及二級電催化氧化出水進(jìn)行分析。
2 結果與討論
2.1 對平整液廢水的處理效果
破乳/混凝沉淀/電催化氧化組合工藝對平整液廢水中COD的處理效果如圖2所示。
由圖2可知，當原水COD為13000～15000mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)加酸破乳、混凝沉淀處理后，COD降至9800～12000mg/L，對COD的去除率接近30％；在經(jīng)電催化氧化處理，COD降至4000mg/L左右，對COD的總去除率約為74％,表明該系統能夠穩定有效地去除廢水中的有機物。對第8天系統進(jìn)、出水的B/C值、總油濃度進(jìn)行檢測發(fā)現，進(jìn)水BOD5、COD分別為4800、15400mg/L，出水BOD5、COD分別為1760、3420mg/L,B/C值由0.31提高至0.51；進(jìn)水的總油濃度為908mg/L,出水的總油濃度為60.5mg/L，對總油的去除率為93％。這表明該系統能有效提高廢水的可生化性，并有效去除廢水中的大部分油類(lèi)物質(zhì)。
試驗過(guò)程中，原水的pH值穩定在9.0左右，加酸破乳后，pH值下降到5.0左右。低pH一方面可使平整液廢水有效破乳、實(shí)現油水分離，另一方面對后續催化氧化過(guò)程中的電化學(xué)反應和基自由基的形成具有良好的促進(jìn)作用�；杂苫男纬珊唾|(zhì)子的消耗有著(zhù)一定的相關(guān)性，經(jīng)電催化氧化反應之后，由于質(zhì)子被消耗，出水pH值又恢復到了7.0左右。廢水電導率的變化和pH的變化是一致的，原水電導率較低，在2100uS/cm左右，經(jīng)酸化破乳和混凝沉淀處理后，電導率上升到4000uS/cm左右，電導率的增加有利于降低溶液中離子的遷移阻力，從而對后續的催化氧化有促進(jìn)作用。經(jīng)電催化氧化反應后，電導率又恢復到2000uS/cm左右。
2.2 對光整夜廢水的處理效果
混凝沉淀/電催化氧化組合工藝對光整夜廢水中COD的處理效果如圖3所示。
由圖3可知，僅混凝沉淀處理對光整液廢水中COD的去除率較低，COD由6000～7000mg/L左右，再經(jīng)電催化氧化處理后，最終出水COD穩定在2300mg/L左右，對COD的總去除率為65％，這表明電催化氧化工藝對光整液廢水中的有機物有較好的去除效果。對第18天系統進(jìn)、出水的B/C值、總油濃度進(jìn)行檢測發(fā)現，進(jìn)水BOD5、COD分別為2150、6720mg/L,出水BOD5、COD分別為1120、2210mg/L,B/C值由0.32提高至0.51；進(jìn)水的總油濃度為752mg/L，出水的總油濃度為55mg/L，對總油的去除率為93％。這表明該系統能有效提高廢水的可生化性，并可去除廢水中的大部分油類(lèi)物質(zhì)。
在試驗過(guò)程中，由于未加酸破乳，原水和中間出水的pH相當，均為8.8左右，經(jīng)電催化氧化處理后，pH值下降到7.0左右。原水的電導率較低，在600～1000uS之間，經(jīng)混凝處理后，電導率有所上升，主要是由于顆粒和膠體態(tài)的物質(zhì)通過(guò)混凝沉淀得以去除。經(jīng)過(guò)催化氧化處理后，電子被消耗，電導率降至600～850uS/cm左右。
3 結論
采用破乳、混凝沉淀和電催化氧化組合工藝處理冷軋平整液和光整液廢水，結果表明，該工藝能夠有效去除廢水中的有機物和油類(lèi)物質(zhì)，并可大大提高廢水的可生化性，對平整液和光整液廢水中COD的去除率分別為74％和65％。出水B/C≥0.5，對總油的去除率均可達93％。該處理工藝具有啟動(dòng)速度快、處理效果穩定、易于控制、適應性強等優(yōu)點(diǎn)，具有極大的應用潛力和推廣價(jià)值。
