工業(yè)廢水深度處理的電極氧化技術研究

工業(yè)廢水中含有大量高毒性、難生化降解得物質，這些物質很難被傳統(tǒng)二級生化處理工藝去除，導致污水處理廠出水中仍含有較高濃度水平的有毒有害物質，對水環(huán)境安全和人類生存造成極大危害，極需深度處理。文本采用不同的電極方法對工業(yè)廢水進行深度處理，系統(tǒng)考察了二維電極法和三維電極法中主要運行參數(shù)對處理效果的影響。結果表明二維電極法的運行參數(shù)為電流密度=5mA/cm~2、初始pH=8.7、不曝氣、板間距=4cm；三維電極法選擇的運行參數(shù)為電流密度=5mA/cm~2、初始pH8.7、不曝氣、板間距=12cm、活性炭石英砂體積1:1。在相同條件下，三維電極法較二維電極法對CODCr和NH-3-N都有更好的處理效果。對電流效率的分析結果表明，二維電極法和三維電極法中的瞬時電流效率均隨著電流密度的增加而增加。二維電極法和三維電極法CODCr的降解過程符合一級動力學方程，在低電流密度下NH_3-N的降解符合二級動力方程學。在二維電極法中，電解氧化降解有機物主要是通過間接氧化過程完成。通過對反應區(qū)域的分析結果表明，實驗中電解氧化降解污染物過程主要發(fā)生在電極表面和溶液主體之間的邊界層，曝氣會壓縮邊界層厚度，導致處理效果變差。三維電極法處理出水的急性生物毒性會迅速增加，對發(fā)光細菌的抑制率達95%以上，生產的原因是由于電解過程中產生了強氧化劑（如有效氮）。反應過程中總余氯和自由氯的濃度水平分別達到3mg/L和1mg/L,可以獲得良好的消毒效果。電解30min后，出水中細菌總數(shù)約為100CFU/ml，可達3個數(shù)量級的去除率，實行深度處理污染物并同時消毒的作用。三維電極-生物膜反應器對CODCr處理效果要優(yōu)于單一生物膜反應器，在高電流密度條件下，三維電解-生物膜的處理優(yōu)勢更加明顯，當電流密度為0.5mA/cm~2時，出水CODr可達到40mg/L，平均去除率達35%，出水pH接近中性。在出水CODCr相同（45mg/L）的情況下，三維電極-生物膜法的運行能耗要大大低于三維電極法的運行耗能。三維電極-生物膜反應器對NO3--N和TN的處理效果不顯著。電流密度在0.125~mA/cm~2范圍內，三維電極-生物膜反應器內生物膜基本維持穩(wěn)定，當電流密度為1mA/cm~2時，生物膜出現(xiàn)明顯降低，其可能的原因是高電流密度下對生物膜產生抑制作用。同時，高電流密度下產生大量的cl氣抑制了生物膜的增長。