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、高有機物和高氮磷的特點，以及存在氮雜環(huán)類等難降解有機污染物。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，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，進行工藝優(yōu)化和機理研究，研究“三級微電解-二維電解”物化預(yù)處理組合工藝處理效能，

2、進行“三級微電解-生物”物化-生物組合工藝試驗研究。
　　 微電解單因素試驗得出，在原水pH、鐵水體積比1:1、鐵炭體積比1:1和反應(yīng)時間30 min時，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；多級微電解串聯(lián)試驗表明，串聯(lián)級數(shù)為3時去除效果提高顯著；正交試驗表明，各因子對COD和氨氮去除率影響順序為：鐵

3、水體積比>初始pH>反應(yīng)時間>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，有機污染物被降解轉(zhuǎn)化或去除。GC-MS結(jié)果表明，原水中有機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％。有機物相對分子量結(jié)果表明，微電解可使大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，并去除部分小分子有機物。因此，微電解法對超高鹽榨菜廢水中的難降解有機物具有良好的去除效果。
　　 二維電解單因素試驗表明，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、電解時間120 min時

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行模式電解，在電流密度156mA/cm2，電解30 min時，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，COD能耗最低

6、和陽極效率最高。三維電極單因素試驗表明，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、電解時間150 min時，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，COD能耗較低和陽極效率較高。
　　 電解機理研究表明有機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)有機物全部轉(zhuǎn)化為單環(huán)或直鏈結(jié)構(gòu)有機物，說明在電解過程中，難降解有機物被降解轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉到庵虚g產(chǎn)物。有機物相對分子量分布表明，二維電解也可使大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，同時去除部分小分子有機物。三維電極UV-Vis分析認為部分有機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)處理小試試驗基礎(chǔ)上，進一步開展“三級微電解-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％?？芍?，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