UV/过硫酸盐耦合电化学氧化处理泡菜废水的工艺研究

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泡菜废水是高盐有机废水的一种,具有高盐度、高有机物、高氮磷、高SS等特点,处理难度极大,若直接排入水体将恶化水质、引起地下水污染和盐渍化、进而影响流域饮水安全和农业生产。目前,泡菜废水一般采用生物法和物化分离法进行处理,但泡菜废水中的盐度(Na Cl)过高,会严重抑制微生物的活性,传统生物处理效能不稳定;同时物化分离法又因为处理费用昂贵,操作管理难,且单独处理效果不理想而难以在实际应用中推广。因此,开发出适宜的处理技术解决泡菜废水的污染问题具有重要的现实意义。本论文以四川某泡菜生产车间产生的腌渍废水为研究对象,开发了UV/过硫酸盐耦合电化学氧化工艺,以COD和NH4+-N为评价指标研究了该工艺对泡菜废水的处理效果,并进一步研究了UV/过硫酸盐耦合电化学氧化工艺(EO/UV/PMS)处理泡菜废水的内在机理。具体研究结果如下:1、首先采用混凝法对泡菜废水进行预处理,主要目的为去除废水中悬浮物、色度及部分COD和NH4+-N,为后续处理工艺做准备。混凝实验结果表明,COD、NH4+-N、TN和Cl-的去除率分别为39.4%、20.0%、20.9%和25%,p H则由6.6升高至7.5,同时悬浮物和色度大部分得到去除。后续处理工艺都以混凝后的上清液为研究对象。2、利用EO/UV/PMS工艺进一步去除泡菜废水中的COD和NH4+-N,并与UV/PMS、EO、EO/PMS、EO/UV工艺对比发现EO/UV/PMS工艺可以更有效的去除泡菜废水中的COD和NH4+-N。EO/UV/PMS工艺在12 h时COD和NH4+-N的去除率为71.5%和100%,其COD去除率分别为UV/PMS、EO、EO/PMS、EO/UV工艺的9.5倍、7.3倍、4.2倍、1.7倍,而NH4+-N去除率除了比UV/PMS工艺高10.6倍,与其他工艺相差不大。同时研究了不同工艺对荧光响应物质浓度和TOC浓度的影响,结果表明,荧光响应物质的消失主要归因于电化学氧化,而EO/UV/PMS工艺的TOC去除效果要远优于其他工艺。3、通过单因素实验研究了EO/UV/PMS工艺中电流密度、PMS浓度、p H对泡菜废水COD和NH4+-N去除效果的影响。结果表明,当电流密度为30 m A/cm~2、PMS浓度为2 g/L、p H为5.5时处理效果最佳。4、研究了EO/UV/PMS工艺处理泡菜废水的内在机理。通过对处理过程中NH4+-N、TN、NO3--N、NO2--N、游离氯、化合氯和Cl-随时间的浓度分布证明了NH4+-N的去除是通过折点氯化的方式转化成N2。通过对模拟污染物苯丙氨酸的研究发现,EO/UV/PMS工艺中COD去除效果比其他工艺更好的原因为,PMS加入后,经过电和UV的活化生成的SO4·-被Cl-淬灭并进一步生成大量的HCl O,然后在UV辐照下进一步光解为具有强氧化能力的Cl·、Cl O·、Cl2·-,从而大幅度提高COD去除效果。综上所述,本论文以泡菜废水为研究对象,主要研究了EO/UV/PMS工艺中不同工艺参数对处理效果的影响,以及EO/UV/PMS工艺的具体机理。该研究为泡菜废水的处理提供了新的思路,并在实际工程应用中具有极大的指导意义。
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