超高鹽榨菜廢水微電解—電解預(yù)處理工藝研究.pdf

1、超高鹽榨菜廢水具有高鹽度、低pH、高有機(jī)物和高氮磷的特點(diǎn)，以及存在氮雜環(huán)類等難降解有機(jī)污染物。目前，榨菜廢水主要采用生物法處理，但廢水的高鹽度和鹽度波動(dòng)，影響生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，考慮通過物化預(yù)處理方法，降低鹽度、提高pH、去除難降解有機(jī)物，利于后續(xù)生物處理。開展超高鹽榨菜廢水物化預(yù)處理工藝研究，考察微電解、二維電解和三維電極法物化預(yù)處理單元的可行性，進(jìn)行工藝優(yōu)化和機(jī)理研究，研究“三級(jí)微電解-二維電解”物化預(yù)處理組合工藝處理效能，

2、進(jìn)行“三級(jí)微電解-生物”物化-生物組合工藝試驗(yàn)研究。
　　 微電解單因素試驗(yàn)得出，在原水pH、鐵水體積比1:1、鐵炭體積比1:1和反應(yīng)時(shí)間30 min時(shí)，去除效果較佳，COD、氨氮、磷酸鹽和TN去除率分別為36％-45％、34％-42％、97％-99.9％和34％-53％，鹽度去除率為22％-25％，出水pH升高1-2；多級(jí)微電解串聯(lián)試驗(yàn)表明，串聯(lián)級(jí)數(shù)為3時(shí)去除效果提高顯著；正交試驗(yàn)表明，各因子對(duì)COD和氨氮去除率影響順序?yàn)椋鸿F

3、水體積比>初始pH>反應(yīng)時(shí)間>鐵炭體積比。填料掃描電鏡和能譜分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)后鐵炭表面被沉淀物覆蓋，自來水沖洗后，沉淀物減少，填料恢復(fù)活性；反應(yīng)后鐵炭表面出現(xiàn)Na、P和Cl；沉淀產(chǎn)物XRD結(jié)果表明，磷酸鹽是以Fe3(PO4)2沉淀形式被去除。
　　 微電解機(jī)理研究表明，在原電池反應(yīng)、氧化還原、電附集、鐵離子絮凝沉淀和氫氣氣浮等共同作用下，有機(jī)污染物被降解轉(zhuǎn)化或去除。GC-MS結(jié)果表明，原水中有機(jī)污染物大部分含有苯環(huán)，其中氮雜環(huán)化合

4、物5種，氮硫雜環(huán)化合物1種，酚類3種，均為難降解污染物，預(yù)處理出水有機(jī)物種類去除率53.8％，其中氮雜環(huán)化合物種類去除率80％。有機(jī)物相對(duì)分子量結(jié)果表明，微電解可使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，并去除部分小分子有機(jī)物。因此，微電解法對(duì)超高鹽榨菜廢水中的難降解有機(jī)物具有良好的去除效果。
　　 二維電解單因素試驗(yàn)表明，在原水pH、電流密度156 mA/cm2，極板間距1.5 cm、極水比0.8 dm2/L、電解時(shí)間120 min時(shí)

5、，去除效果較佳，COD、氨氮和磷酸鹽去除率分別為55.74％、99.77％和88.71％，pH由5.07升高為9.54，鹽度由7.02％T降為6.39％；通過電流密度對(duì)氨氮和COD能耗和陽極效果的影響分析，得出氨氮可以采用前期高電流密度，后期低電流密度的運(yùn)行模式電解，在電流密度156mA/cm2，電解30 min時(shí)，氨氮能耗最低96 kW·h/Kg，陽極效率最高8.47 g/h·m2·A：電流密度為156 mA/cm2時(shí)，COD能耗最低

6、和陽極效率最高。三維電極單因素試驗(yàn)表明，在原水pH、廢水600 mL、電流8A、活性炭填充量250 g、極板間距6.5 cm、電解時(shí)間150 min時(shí)，處理效果較佳，COD、TN和磷酸鹽去除率分別為76.47％、89.48％和97.81％；電流為8 A時(shí)，COD能耗較低和陽極效率較高。
　　 電解機(jī)理研究表明有機(jī)污染物是在直接氧化和間接氧化共同作用下降解的。通過電解過程中過氧化氫和游離氯檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，榨菜廢水中過氧化氫和游離氯濃度明

7、顯低于氯化鈉溶液，表明有機(jī)物降解過程中消耗了大量過氧化氫和游離氯，與間接氧化過程有關(guān)。GC-MS結(jié)果表明，電解出水污染物出峰位置與原水的相比有所變化，多環(huán)有機(jī)物全部轉(zhuǎn)化為單環(huán)或直鏈結(jié)構(gòu)有機(jī)物，說明在電解過程中，難降解有機(jī)物被降解轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到庵虚g產(chǎn)物。有機(jī)物相對(duì)分子量分布表明，二維電解也可使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，同時(shí)去除部分小分子有機(jī)物。三維電極UV-Vis分析認(rèn)為部分有機(jī)物可能被直接氧化為二氧化碳。因此，電解法可轉(zhuǎn)化去除廢水中

8、難降解有機(jī)污染物。
　　 在微電解、二維電解和三維電極法三種物化預(yù)處理小試試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展“三級(jí)微電解-二維電解”物化預(yù)處理組合工藝小試和中試研究，中試出水COD、氨氮、TN和磷酸鹽去除率分別為79.41％、86.08％、81.71％和99.65％，pH由4.37升高為6.87，鹽度由6.53％下降為2.09％。可知，該組合工藝出水鹽度下降，pH升高，COD和氮磷濃度降低，適宜采用生物法處理。
　　 由物化-生物組