电化学法处理海水养殖废水实验研究

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海水养殖产业的迅速发展,导致大量含有污染物的海水养殖废水排入近海海域,造成海洋水体污染,危害人类健康和生态环境。电化学处理技术因其处理效率高、管理要求低、启动迅速而备受关注。由于海水养殖废水具有高盐度特性,适合进行电化学处理。本实验采用电化学法处理海水养殖废水,并对经电化学系统处理后的出水进行后续处理,为海水养殖废水的达标排放提供新的处理方案。本实验分别构建电催化、电芬顿协同电催化系统处理海水养殖废水,通过单因素和响应面实验确定系统最优反应条件,通过考察水流流量、水流方向、氧化剂复用对海水养殖废水污染物去除的影响,确定系统的动态运行条件;并通过淬灭实验、理论分析与现代仪器相结合的方式研究该系统去除污染物的反应机制;分别采用活性炭吸附法、投加亚硫酸钠、亚硫酸钙球、硫代硫酸钠的方法对经电化学系统处理后的出水进行余氯去除的研究。结果表明:以DSA阳极与不锈钢板阴极构建的电催化氧化系统最优反应条件为初始pH 7.97,极板间距0.84 cm,外加电压3.3 V,处理时间100min,COD的去除率为100%;以DSA为阳极,载铁活性炭+不锈钢板双阴极构建的电芬顿协同电催化系统最优反应条件为外加电压3.39 V,极板间距1.07 cm,曝气量134.84L/h,处理时间80 min,COD的去除率为100%;电芬顿协同电催化系统对海水养殖废水中COD的去除符合零级动力学模型;系统动态运行最佳条件为水流方向垂直极板方向,水流流量10 mL/min,氧化剂复用的最佳反应条件为原水与反应后出水按体积比为1:1的比例进行混合,反应60 min,出水COD和氨氮满足海水养殖废水一级排放标准。淬灭实验得出活性氯和羟基自由基对于去除污染物具有重要作用;系统对海水养殖废水中COD和氮素的去除有良好的效果。GC-MS、紫外可见光谱、傅里叶红外光谱分析表明电芬顿协同电催化系统对海水养殖废水中的大分子有机污染物具有良好的降解效果。活性炭、亚硫酸钠、亚硫酸钙球、硫代硫酸钠均能有效的去除余氯,其中硫代硫酸钠的处理成本最低。本实验构建的电芬顿协同电催化系统能够有效去除海水养殖废水中的COD、氮素,可在海水养殖废水处理领域进一步推广,研究结果可为电化学法处理海水养殖废水的工业应用提供参考。
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