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铁床—气浮—活性炭吸附法处理染料废水2

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发表于 2010-2-4 19:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!
  注:表中数值均为平均值。
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4 `3 J" w: l) U( V9 x4 W3 N# a   ②问题的探讨
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4 c( x1 B& u( V/ A, c' \1 O  工程总投资为97万元,其中土建投资为25万元,真空砖机管件及配电投资为60万元,其余部分为12万元。
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  2.2 铁床4 H" S0 Z, J9 q, l# j% j1 k
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9 x9 f+ W( Q! K3 u9 U3 s6 g9 O7 k" F1 j5 O: x( y
  ①折旧费为0.86 3 E, Z2 ?- T' N" I5 {
    元/t;/ F3 M6 K. u5 ]+ I# Q0 q" ]! {" [
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! E( c, q* U# `' Z+ Y1 {1 c$ x1 V
; h$ e4 _2 p' H/ k% |! x  出 自:《中国给水排水》2001年 第11期
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  1 |5 _6 s- w1 p. @' A6 {5 D( D
        Fe-2e=Fe2+(阳极反应)
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" L* X$ D' Y8 j3 n4 J* I" q8 I, r/ s4 \: T, c7 V1 ?! K3 J/ Y/ h& S
  某厂(生产染料及染料中间体)染料车间排出的综合废水(含30%左右的冲洗水)近100m3/d,中间体车间排出的综合废水(含30%~40%的冲洗水)约90m3/d。
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. T" G% z4 |" X* |. i. y  ④药剂费为1.02 & J5 A3 r) z0 K3 M) S" H+ u2 z: J
    元/t;
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3 U# h, x: W- V5 p$ k  Z  C9 N$ ?+ ?! O/ @+ ^
   a.由于产生强酸性废水的翠兰GL和双介酸没有正常生产,导致铁床的进水pH值较设计值高,这样影响了铁床的处理效果。6 ?6 S4 F: \: @% e' _. S

3 U4 r# R' Z4 ]1 Z0 j( z% ~. ~0 o
5 s* Y8 d# u. B5 o! G4 B+ P
   当有氧存在时阴极反应如下:
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& z; O( ^3 q0 y0 G9 k+ ]' x$ T
' i& X# ^# P6 Q$ G8 \8 u& ?% _
   原水经铁床处理后,两股废水合为一股,经中和池及脱色、气浮处理后,各污染物含量都明显降低,处理效果较好。
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7 z) n' L3 T. I4 W& \$ d5 u9 @
8 M% p7 M  o- ?$ e  W$ Y- s7 t# v" @* W, o
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        E0(O2/OH-)=0.40 ' Q; a  m/ {& q- M" U* A
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   铁床主要是利用铁、炭组合的填料与原水反应,破坏原水中有机物的分子结构及其性质。其原理是:铁与炭的腐蚀电位不同,铁作阳极、炭作阴极、原水作电解质而形成千千万万个原电池。电极反应如下:
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7 z+ M  d# Z' a7 C1 a   为保证出水水质达到GB 8978—1996二级标准,设置活性炭罐,这可以充分有效地吸附水中残留的有机物,从而使COD、色度等指标达到要求。设置两座活性炭罐(一用一备),活性炭再生周期为36
$ c- a1 L' z/ X. @! J8 q& X  d,HRT为30 min。
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& G" U6 W; U' I  X    2.5 砂滤罐( Q! Q* C% X1 Z$ G
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6 V# C$ g: Y% m
  ^" i9 T% ]  c- q& g  Y
& E5 S, j6 M% _- ]  H- W7 L
8 F9 b; I. \2 Z3 l2 w, ?# \  通过试验,对几种处理方案进行了研究,但都不能得到令人满意的效果,如混凝脱色法用药量大,运行费用高,亦难使出水达到排放标准;生化法需加入大量稀释水以降低含盐量,基建投资大,厂家难以承受;膜分离法由于膜易堵塞,反冲洗频繁,并且需进口NF膜,因此运行费用太高(达30
( z) Y, M# |: i  元/m3原水)。经过大量调研分析,拟采用微电解的方法破坏原水中有机物的分子结构,达到易于脱色和降低COD的目的。通过小试、中试,最后采用铁床—气浮—活性炭吸附的处理工艺,工艺流程见图1。3 `0 U6 P/ E% F% D# q

+ d, F& g0 p; C$ X4 e" C
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  表1 处理出水检测结果
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- ~' E0 \) s5 A; }
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) O! C' w/ X- Y9 w! z& ~9 {- b0 H    2.6 活性炭罐
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4 |- v/ m6 r$ A. T: u
9 Y0 g2 _6 p3 U2 ^, f  3 处理效果分析
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1 ^$ T0 n5 e# [' D9 [, L. w9 F

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& a8 m6 P5 v% F) `    1 原水水质$ K; u7 l  D7 m. x' `0 D% {0 y
  
& A; w8 a5 O0 F( z  某厂(生产染料及染料中间体)染料车间排出的综合废水(含30%左右的冲洗水)近100m3/d,中间体车间排出的综合废水(含30%~40%的冲洗水)约90m3/d。
1 G! q4 D0 a1 D7 ^' o" ]   原水是含盐量较大的高色度有机废水,无机盐浓度为15%~20%,主要是NaCl、Na2SO4。有机物主要是苯系、萘系化合物,所以水体可生化性差(BOD5/COD一般为0.02~0.2),并具有很强的毒性,因此染化废水一直是治理难度最大的工业废水之一。! u' x2 W( m. k4 K/ V2 j4 X
    2 方案的确定# W4 {# ]; F' O# \# g. `: I
  
) J$ ~+ k4 W" O0 ?! B; n$ L  通过试验,对几种处理方案进行了研究,但都不能得到......

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+ J  u" S9 N7 R4 z" j# W) @                            $ s* g' P( J& K& F7 E4 z! A
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6 D/ ]  K" l3 S0 z- m7 T
  采用调节池既充分调节了水量、水质,又省去了一沉池,从而节省了投资。废水中的一部分染料及其中间体物质经沉淀后得以去除,COD有所降低。为解决排泥问题,保证调节池的有效容积,采用了行车式吸泥机,污泥进入集泥池与气浮池的浮渣一起泵入压滤机,滤饼焚烧处理。设计染料及其中间体废水调节池各一座,有效容积为100m3,HRT为24 h。3 j7 b8 b4 H( O

2 c! U- L- E5 \) ]  `  b+ q
5 r2 s% a3 Z7 B- \2 z! C) R, B$ \" ^: s3 _
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$ ]3 i! {/ [4 c$ J* ?. |' [( v        O2+2H2O+4e=5OH-5 c  d, m5 w4 v3 X6 _& ?9 _1 ~- W
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9 t) _5 j7 s& t+ Z) }. ]4 k        2H++2e=H2↑(阴极反应)/ y5 c& ~' v. g  v
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  ⑥活性炭填料费为 0.65 : ~* W& n8 m0 [% ^5 S
    元/t。8 c- x  \7 F# Q" f
& i/ N0 @# p% Q- A) z  G& l( D8 Z
2 m0 y% l# v: d" d
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  5 ~/ M: Q2 k* e# c/ v- R) @( n
    2.4 气浮系统/ K" Q) s0 G* M+ G  ], ]

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        E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V8 J7 E6 K, F1 ~5 Y3 K
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   我单位愿以优良的产品,可靠的信誉,优惠的价格竭诚为您服务。欢迎洽谈矿粉压球机
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+ ]( f, N' z2 Z$ ?. k0 c7 H0 J! I" q2 p$ o3 x3 P
   从上述反应可知,原水在酸性、充氧的条件下以一定流速流经铁炭填料时,染料的发色基团被氧化,硝基还原为氨基,偶氮键断裂,这为下一步处理提供了可靠有效的条件。在设计时因考虑到充氧的重要性,所以在原水进入铁床前设置溶气罐,并采用空压机供气。铁床(Ⅰ)的HRT为1
8 \% P& C' M: Z  h,铁床(Ⅱ)的HRT为2 h。
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1 z6 s2 F4 i$ m! Q1 h7 Z/ [0 Q7 n5 B
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6 p( R3 {1 F2 X4 A
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0 Q4 n7 h& F! E! b" G; s' a% \3 W6 S- F+ p2 X

  R9 E( T2 |( S- y& X4 d: {& @% g# A7 P, R6 S2 n

  Y6 _( h- E3 T: r/ n3 b% O  / w4 J) \0 d2 ?4 M* u

  [! N0 q( e5 |7 ^) S0 }6 d0 B# Y7 [( {$ I/ B/ Q

  H: h1 r* q7 N- l0 V6 x  v$ J& X   加药混凝后的原水含有大量的絮状体,采用气浮分离装置将絮凝体浮于水面,利用刮渣机将其排入集渣池,从而完成固液分离。气浮系统采用清水溶气气浮,溶气水量为30%,气浮池直径为2.5
( p) W+ H# b: O1 c, {3 f  m,HRT为40 min。4 V9 o3 h6 }9 G3 s/ w  e7 S

1 t! q; `- P& L2 s/ ]+ q7 n. p/ ~; I$ a) y- Q
( M5 z/ j/ ]1 {0 {: v( B( s
   ) C, \! p/ h, T3 T: t
    # g% p" |; Y) V' H5 q
  
5 s8 y) Z" y) |+ M) Z/ w     8 Y7 ^/ q1 I2 J5 b
          项目& Q9 a" g3 W' P8 y
          pH值1 y3 @' [# b' d! p9 t/ z
          COD(mg/L)& l/ S( X( h( W/ b0 z5 s
          色度(倍)1 G" v' o2 K( H, j; B( y
          苯胺(mg/L)
9 Z- b8 m# v/ s" }; C: G; j1 N1 D   
) w9 e" k; K. u0 ^# f$ {. w4 f     
& ]/ g! U2 }% {6 s* P' g& A; \$ e          染料
/ e6 A7 f2 Q. G+ f; c, [          中间体2 V4 I4 M1 g6 G
          染料! I7 f+ i! {7 w' N1 P
          中间体) c, M. s8 o& J6 \% O
          染料
! L; R0 Z, n) S8 ^/ l          中间体$ ~3 ]& L9 ]+ F" x" L" l4 X/ O
          染料
( R) D7 r9 P/ v          中间体+ d) b. w# Q7 p. x* m  M5 R
   
# |% s  C* H8 M1 ]     
; ?( G1 O+ P; V* z8 I( h          原水( R0 u, h! a( Z$ \  t/ Q( G
          7.89% C: o: ?) ^( S$ r" [8 \
          5.00
) p# X) H  i- |0 c" U) T3 ^9 k          798& m  l' a% i' y# [1 g
          810
9 Q! m+ N- x. N8 N" N( X, v          4050
: o, Z: `3 V; z# L; S0 e          3000
2 u; z2 v  Q# e3 S/ ]* G          10.95& n; g) T" B+ J0 }7 M% j
          9.29* @+ e( n% S/ `# |( I! x
    9 Y; a/ Q& F: j2 l& @2 N- V
     
4 h0 S5 G4 o" D+ Z5 Y! ?3 a          铁床# t) j/ H$ H) B" u% r! h$ k# w. D' }' z
          出水2 H, O$ |) N: T
          7.93* x5 @  S+ e4 P% r
          7.365 z5 u" D2 i  A1 G4 }3 [
          786
+ N: v# B( T& `          791/ R# K) Z( j' |; n4 L  Q- v% ~& w
          1900: T  \  S3 y: D
          1000  g' e& G6 x3 Q* A
          29.08! A% c- _; N( s; q5 F- R; m
          19.12  w; e% ^! B& B6 O. Y
    % M! _* Z( K" }# d/ T2 f
     
$ r- j1 a9 T7 T$ V3 K" n          去除率(%)' b' c  b3 @9 F/ Z# ^) g8 ]- M6 j
        ' x, F# H0 ~  h) ]7 e! @
        
' j( \4 }; M. m3 m. T0 z7 _  ]  r! i+ ?          1.5
$ }; `! ?* B2 y# E4 Z8 v+ O0 ?" @          2.3
" y9 A5 X' b) J& t  ?: d          53.1
  f& t3 s+ C# S7 Q) K5 D7 I# e          66.7
* M" F" N( S4 {: V        - d: o1 c& T6 R9 B  ^8 m
        1 e# k) _' r- {- `
    $ b8 o2 q5 g' a5 d2 Z! G
     
) n7 p4 X3 l) O8 P5 Z3 ?          气浮池: j$ E. G- g' h8 U
          出水
5 b' v7 y$ B' ?, t. C; Z          7.56
" D3 S- T- j  T& L, n" ]          3409 k& n2 L- T2 g1 ~
          110
6 e" H# b, v' u; ~: l          1.79: C: b# m0 i7 S1 {7 J) ^0 f
   
8 _3 c' p! u( A     
: O% Y, u7 D2 ^          去除率(%)
0 Q7 D# n" ~7 P% `5 `" a        
1 o5 S/ Q  I% C          56.7
* k1 s3 v  J5 r: L! V& d0 r0 K7 e          89.02 W) K! P- q1 c; }# k% m8 D: \
          90.6
% W6 s0 c, u$ Q! M# D* H   
8 {( I' X6 `2 S5 P3 @: o     
. c# W$ k5 ]6 C, W4 b          活性炭罐
4 S! S5 r, d" r$ R2 m/ o          出水
) f1 @9 t% c9 W1 w          8.093 m( T% F: ~6 U5 t* b# C
          141& Q1 u! N, |- U" I5 t% `/ c8 ~1 P
          11
9 @' M" t5 G. p& t          0.22
: _' ^# U9 V+ T; q4 D4 W# l   
4 v; C. n3 b0 x9 l0 @& \% s     
( ?  q3 i+ u* B# K) `- I$ i; V          去除率(%)
; I( C  n* S' E8 U+ h5 O# x7 D        . Y/ c$ D3 d+ Z1 r" O' z- w/ R
          58.55 ?; Q! S, u. q/ I4 [9 K
          90.0
# k! F: m6 ~$ M4 {          87.7. e0 a1 t7 X  A
    + |8 g% V: V: I+ y7 f
       |! l* V2 m) ?# `
          总去除率(%)
% C# E( k6 B. }% A  J        
# p' ?1 ?& G* d2 ^% F          84.0
2 x' k) @1 [! x3 m' W          99.6
% W+ [9 P+ \: m- p# L! a          97.66 c6 ^" o* a. q6 \3 k* b8 \
    ( D4 E$ y6 N! I( v9 ]
  
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* v- e: q! C& w: \! L2 ~& t/ _
3 m3 `. k  X; p, A8 |: K  g/ y- M0 d; V) Q3 F

4 U: L# ]9 p0 b8 g4 _  对于此类色度高、含盐量大、可生化性差、毒性大的有机染料化工废水,若采用大量稀释水稀释的生化方法处理,工程投资较大;若采用铁床—气浮—活性炭吸附工艺,则工程投资较少。
: N2 Z; C. h( d# F) t. s
& `1 a* `4 p% R/ s  @" r) N
0 J9 {. s8 a2 v# f3 N
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- h9 T7 ~4 `8 Q# z+ i& @+ W" L" ~# J6 y& C* g
   设置了两座砂滤罐(一用一备),主要目的是去除悬浮物,使水质达到进活性炭罐的基本要求。滤料为单层石英砂,反冲洗水排至调节池。
2 }  I9 X1 F% ^6 F4 m) X# [+ N  W( O5 X+ u" i/ y

/ o) Z6 ?% D8 [( {8 B( o  S& i
0 m( ~6 Z5 Z4 u% l& s; B: k7 \$ ?" q& p4 f- P. @1 t6 b; Y
+ L- H2 e/ v3 z. [2 }6 u, e# K

8 `" Z# k; W% p% S4 X' I+ o. N4 x   原水是含盐量较大的高色度有机废水,无机盐浓度为15%~20%,主要是NaCl、Na2SO4。有机物主要是苯系、萘系化合物,所以水体可生化性差(BOD5/COD一般为0.02~0.2),并具有很强的毒性,因此染化废水一直是治理难度最大的工业废水之一。' p) h7 N' A4 X( M8 n: Y: J7 `
. N0 J& J) R7 l$ t3 [

! B6 o2 s0 O) b) J2 D. m8 ]* l; c8 |8 H/ `
  ⑤铁炭填料费为0.22
0 A) H. T0 r7 s, ?# H+ \# a    元/t;
+ s7 i$ v4 T# S. i; y
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5 G; O0 A3 @  q. c3 E& s, f  K
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; Y0 b! D' \* }8 r

; j" V# e) `; T  `   b.在中试时发现,铁床填料因表面被固着而使处理效果降低,产生铁床的钝化现象,因此采用6%~8%的稀硫酸进行浸洗活化。在实际工程中,每隔25~30 d对铁床填料进行一次活化,历时2~3 ! _( M" M% j1 n. O# ?. \
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6 z1 s) t% U; N! Z

/ |. m8 B8 T  C, A
/ C% C7 U6 h/ t, F
7 e$ a; S' ~! P' \+ A- W5 P- |- y  7 t/ E+ T: Y$ I( f+ z
    2.3 混凝脱色系统
# g9 B0 Z' r5 ~- ?# h3 L1 p+ b1 g% w$ O9 v8 [

! ]# ?6 E( C6 I3 b- U; q- g& e( |. J$ V6 F2 f( {. c9 S" L
+ g% r( z1 P( ^3 l4 `" k
, W/ O5 Y* W7 P3 v
/ y2 x  ?% W+ K* E5 i2 z
7 K) a  f; m5 w6 l4 T7 E/ ]2 G
  Z( S5 F. v/ H

0 A0 r; _- f5 l) y6 Q  ①德州市环保局于1999年11月17日—18日对该厂水样进行了48 h的16次取样检测,检测结果见表1,表明该设施的处理出水达到了GB 8978—1996二级标准。
; A+ B% L( W; K& z( S3 T6 j7 e* m1 C- e
- {% b) T2 O" U1 T
+ ^% O( c6 Y3 ]) q' r2 `/ m
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* \5 i6 _0 j- h2 i1 j9 o: D  I% D9 f& l
/ r; e) S, f" T- k; d# N( D' t  P0 |. H  
7 O. k6 }/ u& y% f. X7 b- ^
9 L" p' B. U/ b" u
! ?$ Z7 l! c+ r   铁床出水呈酸性并含有大量Fe2+、Fe3+,当将其出水pH值调至7~8时,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3胶体,但形成的矾花较小,需加入助凝剂PAM以利气浮处理。在此过程中,可加入季铵型阳离子高效脱色剂进一步降低原水中的色度。该装置为混合反应罐,其HRT为4 1 n3 ^$ D4 t5 T: z" n8 [
  min。
/ R% Q- R5 X: O# m0 A5 z0 A* r
2 i, T& J$ v0 ]0 f) g6 |7 S, |

, j5 W3 b. Q6 J( H+ n+ Z  ③电费为0.49 元/t;
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" |/ y# R0 t# R' }5 O# q
& j# T! {# X% \$ Q$ b. W7 J
6 _& t- g' L) U) m) u. A' P  2.1 调节池
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) c$ K& c: t0 x; U. l, g) i
* P6 p$ O# k6 E; E, r6 Z6 O) f! x" K4 Z) t
  
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+ W* Z. N* g2 \6 Z' D3 C
  
* l6 }+ W8 B/ Y        O2+4H++4e=H2O
9 r9 O. `" w" |! @! _9 B! `5 [0 `0 g* N! u: k. G
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, L! t4 ]5 N! X) W
  处理成本为3.51
( t/ g! {( V0 m! n7 J) }- ~2 r    元/t,其中:
7 r" ?( U8 D$ @7 ?' r+ Q/ R3 m
# E8 ^/ \# i3 ~& }1 i
% h/ V# Y$ m* L6 e# p1 \5 p: z8 [/ s1 e, O/ e
  4 经济分析
1 D5 e* h" w9 N* G/ t
# A0 G3 s% f; E5 h: ^
% z! x, q" @# m5 T& y
" X( }8 ^9 d3 Q8 p2 F  & K9 j4 q" v% t) Z8 \
        E0(H+/H2)=0 V
: j, t" T/ @2 W7 u  f$ X8 K! F0 [* y5 ?; Q0 V, d6 \
) |, w0 h+ K& O

1 `% H8 I' Y* t7 H  M6 ^& N  2 方案的确定5 Y( B% ~2 g% [. b. T4 u+ u2 ?

) N& z7 ]+ b: d
* O' y$ j+ k9 n: f0 C% g3 v% |' a! [, j- @$ U% `
  ②人工费为0.27 ; l0 Y/ Z3 N, [4 Q
    元/t;6 O( h% ?: B7 ?* u

4 w2 L: |8 r: B( q  Z1 a1 q; }5 f1 i$ S8 M' u5 u" f& w
5 y* ~% n/ j  f. `
  1 原水水质
0 A  w( E' p5 z4 M: R
+ _! A5 q% ?8 B2 c
0 _  g3 x. |7 }2 R5 V6 {) i. s' d* K; F  o" q' g7 t6 g9 b% @
  从铁床的处理原理分析,其形成的原电池可将多环化合物分解成单环化合物,但苯环很难被破坏,加之原水设计气量偏小,致使原水经铁床处理后有一定的Fe2+形成,所以COD的去除率几乎为0。从苯胺的检测结果来看,原水经铁床处理后苯胺含量反而成倍升高,这说明萘系化合物被分解为苯系化合物,使苯胺含量增加。
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