论文部分内容阅读
城市水资源的可持续利用已成为当代世界最重大的资源和环境问题,随着城市机动车辆的增加,清洗过程中造成大量水资源的浪费,而随意排放的洗车废水对水环境造成严重的污染,洗车废水的有效处理和循环利用已受到越来越多的关注。本研究在比较现有洗车废水处理方法优缺点的基础上,提出利用复极性三维电极电解法来处理洗车废水。论文介绍了三维电极固定床技术和三维电极流化床技术,较为系统地研究了两个工艺单独处理洗车废水时的反应机理和影响因素,得出了各因素最佳水平组合,为洗车废水的工业化处理提供了新思路和新途径。通过实验研究得到以下结论:在复极性三维电极固定床电解槽中,以铝为电极材料,选择各种影响CODCr和浊度去除率的主要因素进行正交实验。结果表明,各因素对CODCr去除率的影响程度的大小依次为:反应时间＞槽电压＞电流密度＞极板间距＞电解质浓度＞pH值;各因素对浊度去除率的影响程度的大小为:反应时间＞电流密度＞槽电压＞pH值＞极板间距＞电解质浓度。最佳反应条件为:填料为活性炭,槽电压30V,极板间距3cm,反应时间30min,pH为6-9左右,电流密度6mA/cm2,以NaCl为电解质,浓度为1g/L,洗车废水的CODCr去除率可达91%,浊度去除率可达98%。将复极性三维电极固定床反应器改进为成复极性三维电极流化床反应器,处理洗车废水实验表明:随着活性炭量的增大,CODCr的去除率有显著的提高,当增加到50g时（相当于浓度为33.3g/L）,COD去除率达到最大,随后稍稍下降;槽电压增加,被极化的活性炭颗粒增多,有效电极面积扩大,从而COD去除率增加。但槽电压过高,副反应增加,能耗增多;随着pH值的变化,CODCr的去除率也相应地变化,但变化不明显,且越接近中性,CODCr去除率越高;随着空气流量的增加,CODCr的去除率也不断增加,尤其在反应初期（5-10min）。但气流流量过大时,有机物不能在粒子电极表面停留,来不及与电极表面产生的活性物种反应就离开,不利于有机物在电极表面的氧化降解。因此空气流量取3L/min。通过三维电极体系与二维电极体系的对比试验,可知:三维电极体系对CODCr的去除率明显高于二维电极体系,而三维电极流化床对洗车废水的降解效果又要比固定床体系好;在CODCr去除率小于30%的情况下,三维电极反应器的能耗要高于二维电极反应器的能耗;当CODCr去除率大于30%时,结果刚好相反,此时三维电极反应器在节省能耗方面的优势比较明显。另外,三维电极流化床反应器相比较于三维电极固定床反应器,能耗更小,降解效果更好;同时,三维电极体系和二维电极体系处理洗车废水的反应均符合一级反应动力学,反应速率随进水有机浓度的增大而增大,并与时间呈指数关系变化。