金刚石电极处理榨菜废水方法

1、金刚石电极处理榨菜废水方法引言涪陵是全球最大的榨菜集中加工区，榨菜废水是榨菜腌制过程产生的高浓度含盐废水，每年的产生量约为万3主要包含有机物、氨氮和无机盐等污染物由于三峡库区水文条件的改变，水体自净能力下降，这些榨菜废水若未经处理直接排放会对地表水环境造成严重污染由于高浓度无机盐的存在，生物处理法在榨菜废水处理中的应用受到限制，一般需要采取驯化污泥或接种嗜盐菌来提高污染物的去除效果止匕外，研究人员还利用技术、B生物燃料电池或活性炭三维电极电化学氧化法降解榨菜废水其中，电化学氧化法是一种环境友好型的高级氧化工艺，具有处理效率高、很少或不需投加药剂、易于实现自动化、无污泥产生等优点电极材料是影响电

2、化学氧化法处理废水效果的重要因素之一研究发现，与、活性炭、/等电极材料相比，掺硼金刚石电极具有电势窗宽、背景电流小、耐腐蚀、强度大和电化学稳定性高等优点目前，电极在废水处理领域的研究主要包括纺织废水、焦化废水、染料废水、垃圾渗滤液等难生物降解性有机废水等利用电极处理种含盐工业废水时能实现氨氮的完全去除和的去除同时，研究发现，改变电流密度对氨氮的去除效果影响较小，约有的氨氮在电化学氧化过程中转化成硝酸盐氮基于此，本试验采用电极为阳极电化学氧化榨菜废水，考察初始值、电流密度、稀释比和极板间距等参数对、去除率的影响，同时对电化学氧化过程中紫外可见吸收光谱进行表征，并对电极电化学氧化榨菜废水的、去除率

3、进行拟合，以拓宽电极在废水处理领域的研究材料与方法试验装置装置为圆柱形有机玻璃反应器内径，高度，有效容积，取样口距底部阳极材料为钽衬底电极，阴极材料为不锈钢，两电极竖直放置于装置中间两个电极的有效面积均为，极板间距可调试验所需电流由美尔诺型可编程直流电源电流、电压提供采用磁力搅拌器保证榨菜废水混合均匀试验装置示意图见图所有试验均在恒定电流状态下进行，试验过程中温度不作调节图试验装置示意图榨菜废水榨菜废水取自重庆市涪陵榨菜集团股份有限公司下属的某榨菜厂污水处理站前端的调节池，取样时间为年月，榨菜废水主要水质特征如表所示表榨菜废水水质特征电导率/COD/NH3-NJ0门PHCmS-cm1)(rng

4、-L-1)(mgL-1)(g-L-1)6.34-6.6&26.2426,0022203640192-2222430试验方法采用重铬酸钾法测定，采用纳氏试剂比色法一测定，电导率采用便携式电导率测定仪测定，值采用型精密酸度计大普读取，采用滴定法测定，游离氯采用N二乙基1苯二胺分光光度法一测定，羟基自由基采用玫瑰桃红褪色光度法测定结果与讨论采用单因素试验分别考察了初始值、电流密度、稀释比、极板间距个因素对电极电化学氧化榨菜废水的。去除率的影响初始值对。去除率的影响在电流密度-、稀释比：、极板间距条件下，采用-S调节榨菜废水初始值分别为、，考察初始对电极电化学氧化榨菜废水、去除率的影响，结果如图所示由

5、图可知，去除率在碱性条件下比酸性条件下要高电化学氧化榨菜废水初期t，去除率受初始值的影响较小初始值为时，电化学氧化后去除率为由于电极材料和废水组分的差异，值对电化学氧化过程中有机物去除率的影响尚未形成定论认为为酸性时能提高有机物去除效果，这是因为酸性条件能够降低、的含量，从而减少了因、消耗的羟基自由基的数量，而有机物的去除主要是通过直接氧化或与-发生间接氧化而被去除，因此，酸性条件可以提高有机物去除率利用电极处理含酚废水的试验结果则表明，碱性条件有助于提高有机物去除率ISOISO如ISOISO如自鼬nn匕由图可知，增大初始所需的时间当值为值不仅可以提高由图可知，增大初始所需的时间当值为值不仅可

6、以提高时，电化学氧化去除率，同时还可以缩短完全去除后即可被完全去除在不同值下电化学氧化榨菜废水初期Wn游离氯浓度变化较小，这是由于氨氮的去除消耗了游离氯当氨氮去除率增大时，游离氯产生了积累，浓度逐渐增大认为酸性条件有助于氨氮的去除，这是因为值是决定溶液中、含量的重要因素，当时是液态氯发生歧化反应的主要产物，当时是主要产物，由于的氧化能力强于，因此，酸性条件有助于提高氨氮的去除效果在电化学氧化法处理榨菜废水时，碱性条件有助于提高去除率的原因是：一方面是通过与活性氯、发生间接氧化而去除另一方面，可能会以氨吹脱的形式去除，在值为时主要以游离氨的形式存在，电化学氧化过程中会产生大量微气泡，同时由于电流

7、热效应，电极表面存在发生氨吹脱的适宜条件由图可知，改变值不会显著地改变电化学氧化榨菜废水的处理效果，同时，调整值会增加投药系统的投资和处理成本因此，电极电化学氧化榨菜废水不需调整初始值电流密度对、去除率的影响电流密度决定了电化学氧化过程中羟基自由基-的产生量，是影响电化学氧化过程的主要参在稀释比：2值未调节、极板间距为的条件下，考察电流密度分别为0、0-时对电极电化学氧化榨菜废水、去除率的影响，结果如图所示由图可知，增大电流密度能够提高榨菜废水的去除率，这与利用电极处理垃圾渗滤液时的现象一致电流密度从-变为-时，去除率变化不大当电流密度为-时，电化学氧化时去除率为在试验电流密度条件下，去除率基

8、本呈线性变化，说明电极电化学氧化榨菜废水是受电流密度控制电化学氧化垃圾渗滤液的结果也表明，在所有试验电流密度时去除率呈现线性变化这是由于电极表面产生的-是一种无选择性的强氧化剂，去除率呈现线性变化这是由于电极表面产生的-是一种无选择性的强氧化剂，能够氧化大部分有机物电流密度的大小决定了、活性氯的产生量，-、活性氯均可以氧化有机物，电流密度为、0-时电化学氧化过程单位时间内羟基自由基产生量分别为9-X、X、X-,因此，提高电流密度能够提高去除率由图可知，去除率随电流密度的增大而增大，不同电流密度时去除率均能达到当电流从变为时，完全去除所需的时间缩短了这是由于榨菜废水中存在大量，在电化学氧化过程中

9、活性氯的生成反应占据主导地位，与发生折点加氯反应是受电流密度控制而非受传质过程控制另外，增大电流密度时会由于热效应使榨菜废水温度升高，加速了间接氧化过程中的传质速率虽然增大电流密度能够提高、去除率，但处理成本也会随之增大从降低电化学氧化榨菜废水能耗和保证污染物去除效果两方面考虑，电极电化学氧化榨菜废水时电流密度采用-是适宜的稀释比对、去除率的影响在电流密度-、值未调节、极板间距为的条件下，考察稀释比分别为：未稀释、：2：4：时对电极电化学氧化榨菜废水、去除率的影响，结果如图所示由图可知，未稀释和稀释比为：时，去除率基本呈现线性变化当继续增大稀释比时，去除率呈现出不同的变化规律在高稀释比：，：时

10、，电化学氧化后有机物去除率变化较小这是因为低稀释比：1：时有机物的去除过程是受电流密度控制，高稀释比时则是受传质过程控制等考察稀释比对电极电化学氧化垃圾渗滤液的影响时也发现了类似的实验现象由图可知，不同稀释比时，去除率的变化规律是一致的增大稀释比能够降低榨菜废水浓度，相同电化学氧化时间的去除率也随之增大稀释比从：变为：时，去除率的提高幅度较小增大稀释比能提高、去除率，但单位时间污染物的绝对去除量会降低综合考虑污染物去除率及回流带来的运行成本，电极电化学氧化榨菜废水的稀释比宜采用：2电化学氧化后、去除率分别为极板间距对、去除率的影响当电流密度为-、稀释比为：、未调节时，极板间距、对电极电化学氧化

11、榨菜废水的、去除率影响如图所示由图可知，当极板间距为、时，去除率比极板间距为时略高利用活性炭三维电极处理榨菜废水的结果表明，去除率随极板间距的增大呈先增大后降低的趋势造成这一差异的原因可能是由于电极材料的不同所致由图可知，当极板间距为时，电极电化学氧化榨菜废水的去除率比其它极板间距时要高增大极板间距对于完全去除榨菜废水中所需的时间无影响增大极板间距能够提高、去除率的原因可能是减少了与发生的副反应，在溶液中发生歧化反应生成更多的活性氯综合考的去除率及能耗，确定电极电化学氧化榨菜废水的最适宜极板间距为图极板间距对、去除率的影响紫外可见吸收光谱在电流密度-、稀释比：、未调节、极板间距的最优工况条件下

12、进行电极电化学氧化榨菜废水试验，不同电解时间时处理出水在波长下的紫外可见吸收光谱如图所示由图可知，不同电解时间出水的波形与原水的波形相比发生了改变，可以认为有中间产物生成随着电解时间的延长，波长大于的吸光度值呈现逐渐降低趋势，可初步认定部分有机物与羟基自由基或活性氯发生反应直至矿化波长处出现明显的特征峰对于电化学氧化过程中有机物的变化还需通过进行定性分析r-T图电解过程中紫外可见吸收光谱图、去除率的变化规律在电流密度-、稀释比：、值未调节、极板间距为的最优工况下，平行进行组电化学氧化榨菜废水试验利用软件对电极电化学氧化榨菜废水的、去除率进行拟合，结果如图所示由图可知，去除率满足线性拟合方程4值为电化学氧化时去除率达到利用处理垃圾渗滤液时有机物浓度的变化同样满足线性变化等则认为当电化学氧化过程受传质过程控制时，有机物去除率满足伪一级反应动力学方程由图可知，去除率满足多项式拟合方程X4值为电化学氧化时去除率达到利用流动式电化学反应器处理垃圾渗滤液，在电流密度为-时，归一化的浓度满足伪一级反应动力学方程这一差异可能是由于电极材料、试验条件及废水水质的不同所导致具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。结论)硼金刚石