电化学氧化法处理超高盐榨菜废水

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摘要:采用电化学氧化法去除超高盐榨菜废水中的氨氮,阳极为Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2网状电极,阴极为网状钛电极,考察了电流密度、电解时间、极板间距、初始pH以及极水比对氨氮去除率的影响,并分析了电流密度对氨氮能耗和阳极效率的影响。结果表明,在初始氨氮浓度为472.73 mg/L,电流密度为156 mA/cm2,极板间距为1.5 cm,极水比为0.8 dm2/L,原水pH为4.3~5.0时,电解30 min和60 min时氨氮的去除率分别为89.75%和99.94%,电解30 min时,氨氮能耗最低为96 kWh/kg,阳极效率最高为8.47 g/(h•m2•A)。

目前,国内外利用生物法处理高盐有机废水,在转盘式好氧反应器、SBR工艺和生物接触反应器处理技术等方面得到了应用。超高盐榨菜腌制废水具有高盐度、低LD值、高有机物、高氮磷等特点,由于超高盐对微生物的抑制作用,生物法对其难以处理。

电化学氧化法在垃圾渗滤液、纺织工业废水、橄榄油厂废水、制革废水、焦炭废水、染料废水和化肥厂外排废水等废水方面处理效果良好。电化学氧化法耗电量极大,限制了其工业化应用。阳极材料对电流效率影响显著,Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极具有耐腐蚀性好,机械强度高,性能稳定,析氧过电位高,析氧副反应小,可重复使用等优点,重要的是其电化学催化性能高,在电解中,其表面产生羟基自由基等,间接氧化有机物和氨氮,提高电流效率。

徐丽丽等采用Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极处理人工配置氨氮废水,在初始氨氮浓度为40mg/L、氯离子浓度为400 mg/L、电流密度为20mA/cm2、电解时间为90min时,氨氮去除率为99.37%,氨氮能耗为500kWh/kg。鲁剑等采用Ti/RuO2-IrO2电极处理人工配置氨氮废水,在电流强度为9A、投加氯化钠摩尔比(NH3-N/CL-)为1:4、极板间距为1cm、面体比为40m2/m3时,电解90min后,氨氮浓度从2000mg/L降至247.51mg/L。有研究表明,添加氯化钠可以强化废水中有机物和氨氮等去除效果,作者研究的超高盐榨菜腌制废水中氯化钠(NaCl)浓度高达7%(70000mg/L),电解中会产生大量氯气,并水解为氧化能力强的次氯酸,对有机物和氨氮进行间接氧化,提高电流效率,降低能耗。

超高盐榨菜腌制废水盐度高达7%,其导电性较高,作者以Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极作为阳极,网状钛板作为阴极,考察电流密度、电解时间、极板间距、初始ph以及极水比对氨氮去除率的影响,并计算和分析了能耗和阳极效率。。

1材料与方法

1.1实验材料

实验用水取自涪陵榨菜集团某榨菜厂的第三道腌制出水和综合出水,根据废水产生量,取其腌制出水和综合出水体积比为2:3,混合后的榨菜腌制废水盐度约为7%,ph为4.3~5.0,氨氮浓度为370~559mg/L。

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