電催化氧化處理市政污水的實驗研究
摘要:為將市政污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)提升至準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn),以東營市某市政污水處理廠生化出水為研究對象，構(gòu)建了處理量為1m'/h的電催化氧化實驗裝置,考察不同電流密度下其對市政污水的處理效果及運行的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明,提高電流密度能夠增強電催化氧化處理效果。考慮運行的經(jīng)濟性,確定更優(yōu)電流密度為5 mA/cm2 ,電催化氧化裝置出水COD和NH+ -N的質(zhì)量濃度可分別穩(wěn)定在23 ~29 mg/L和0.8~1.4 mg/L之間。
隨著國家環(huán)保要求的不斷提高,眾多市政污水處理廠要求從國家一級A標(biāo)準(zhǔn)提高至地表水準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn)，即要求化學(xué)需氧量p(COD)≤30 mg/L,氨氮ρ(NH2 -N)≤1.5 mg/L目前，污水處理廠提標(biāo)改造為準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn)，常用工藝為臭氧催化氧化+曝氣生物濾池組合工藝,但近幾年臭氧污染備受關(guān)注,該工藝應(yīng)用逐漸受限[2 -3]。
電催化氧化技術(shù)是--種新型的高級氧化工藝，能夠通過極板的直接氧化作用及羥基自由基(●0H)的間接氧化作用去除水中的有機物,具有反應(yīng)迅速、效果明顯、無副產(chǎn)物等優(yōu)點.4-5]基于某市政污水廠提標(biāo)準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn)需求,本研究旨在設(shè)計電催化氧化裝置來處理市政污水廠尾水，考察其對污水中COD和NH2 -N
的去除效果，為其工業(yè)化放大應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
配圖與該文獻無關(guān)，僅供參考
1材料與方法
1.1污水來源
中試污水來源為東營市某市政污水處理廠生化，出水。該污水處理廠主要處理當(dāng)?shù)鼐用裆钗鬯凸I(yè)廢水,設(shè)計處理量為20 000 m'/d。目前該污水廠設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB18918- -2002)中- -級A標(biāo)準(zhǔn)。鑒于環(huán)保政策要求,需進行提標(biāo)改造。
1.2出 水標(biāo)準(zhǔn)
該污水廠設(shè)計出水COD和NH4-N質(zhì)量濃度需滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838--2002)中IV類水標(biāo)準(zhǔn),即ρ(COD)≤30 mg/L,p(NH+ -N)≤1.5 mg/L。
1.3 中試裝置
中試裝置采用集裝箱式電催化氧化裝置,單臺裝置處理量為1 m3/h, 設(shè)計停留時間15 min。電催化氧化裝置內(nèi)設(shè)2塊陽極板,材質(zhì)為鈦材涂釕銥;陰極板為4塊,材質(zhì)為鈦材，單個極板尺寸均為0.3 mx0.5 m,極板間距為3 cm,極板使用壽.命5 a以上。陽陰極板之間設(shè)直流穩(wěn)壓電源( WYJ-9601型,電源效率92%) ,電流密度可調(diào)，電位通過Ag/AgCl 參比電極(西安島光電子技術(shù)有限公司)進行檢測。生活污水由離心泵從污水處理廠排放檢測池抽水，輸送至電催化氧化裝置內(nèi)進行處理。裝置設(shè)引風(fēng)口，經(jīng)風(fēng)機抽吸運行過程中產(chǎn)生的少量氯氣至廢氣吸收塔,通過液堿噴淋吸收氯氣。
1.4檢測方法
COD質(zhì)量濃度采用重鉻酸鉀法檢測,NH4-N質(zhì)量濃度采用納式試劑分光光度法進行檢測. 6]，Cl~質(zhì)量濃度采用離子色譜法進行檢測。
2結(jié)論
(1)該實驗研究，當(dāng)電流密度為2、3、4、5、6 mA/em2時，裝置出水COD質(zhì)量濃度分別在41 ~46、39 ~44 、30~36、24~26和18~23mg●L-'-之間，裝置出水COD質(zhì)量濃度隨電流密度的增大而減小,NH2-N質(zhì)量濃度與COD質(zhì)量濃度變化趨勢一致。
(2)考慮到運行的經(jīng)濟性，設(shè)定裝置電流密度為5 mA/cm2，長期中試運行180d,裝置出水COD和NH-N質(zhì)量濃度分別在23~29和0.8~1.4 mg/L之間,均能達到地表水IV類水要求。電催化氧化裝置合計噸水運行費用為1.33元。
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