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餐具清洗廢水鐵碳微電解處理技術

發布時間:2020-12-21 10:30:05  中國污水處理工程網

  一、前言

  微電解法是一項被廣泛研究與應用的廢水處理技術,其實質是利用金屬腐蝕原理形成的原電池對廢水進行處理。該技術操作方便、工藝簡單,近年來受到廣泛重視,同時也為污水除N、P和有機物拓展了新思路。本研究以玉溪某餐具清洗服務公司生產排放廢水為研究對象,考察了不同污水PH值、鐵碳微電解填料投加量對餐具清洗廢水中N、P、COD去除效果的影響,并對其去除機理進行探討,為鐵碳微電解材料在餐具清洗廢水處理方面提供數據支撐。

  二、試驗步驟方法

  2.1.試驗水樣采集

  本次試驗用水取自玉溪某餐具清洗服務公司生產排放廢水,該廢水總氮、總磷、CODCr濃度分別為79.109mg/l、10.043mg/l、524.77mg/L;水樣PH值在7至8之間。

  2.2.試驗方法

  實驗1:本次試驗考慮到其他影響因素,所以取餐具清洗廢水混勻后進行試驗,并在保持鐵碳在污水中同一停留時間、振蕩器震蕩速率一致。取五個1L塑料量杯清洗干凈烘干后在用分析天平分別稱取鐵碳微粒50.54g、100.50g、150.33g、200.44g、251.71g于量杯中,再取500ml生活污水放入量杯中,把量杯固定放在HY-6雙層調速振蕩器上以一分鐘80轉的速度振蕩5小時,使污水與鐵碳微粒充分接觸,使其充分反應;待其振蕩靜止后分別取五個量杯中的水樣進行試驗測定處理后污水中的總氮、總磷、COD含量。

  實驗2:取五個干凈量杯分別稱取100.62g、100.60g、99.79g、100.12g、100.00g放入量杯中;在使用多參數水質測定儀調節各個量杯中水樣的PH值,用鹽酸溶液將五個量杯中pH值分別調至1.98、2.88、4.01、4.83、5.86;放在HY-6雙層調速振蕩器上以一分鐘80轉振蕩5小時后,取水樣測其總氮、總磷、COD含量。

  三、分析與討論

  3.1.不同質量鐵碳對餐具清洗廢水處理效果

  本次實驗1計算得到的數據如表1所示,在各項測定指標中可看出,當鐵碳微粒加入的質量越大鐵碳在污水中形成的微原電池也就越多,能在污水中進行更多的氧化還原反應對污水中的氮、磷和COD去除效果也就越好;當500ml污水中加入不同質量鐵碳微電解填料處理后TN、TP、COD濃度結果見表1。

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  考慮到鐵碳的經濟效益,在鐵碳實際應用過程中不可能盡可能無限增加鐵碳的加入量增加污染物去除率,這樣可能會導致這樣處理污水投資過大,不利于實際處理,因此應計算當以同一比例加入的鐵碳質量對污水中各種污染物去除效率,找到既可以使得污水得到凈化又可以降低成本的鐵碳投入量。

  根據實驗結果可以計算出相繼增加50g鐵碳對污水的總氮、總磷、COD去除效率如表2所示:

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  在相繼加入鐵碳50g后,單位鐵碳對污水中各個指標的去除效率如表4所示:可以看得出來:總氮的去除效果是一個先增加后減小的趨勢,當鐵碳在100.50g時,每50g單位的鐵碳對污水中總氮去除效率最高,達到了28.29%,之后隨著鐵碳同一比例相繼加入后,總氮的去除效率減少的很快,甚至第三個50g相比之前還出現了一個負值:-5.20%;總磷在第一個50g就出現了數據處理效率的最大值為38.93%,之后就逐漸減少;COD的去除效果為先減小后增大;在總氮指標去除效率中在相繼加入鐵碳質量第二個50g后,總氮的去除效率增加了28.29%,在各個數據增加的百分點最為可觀,如果單獨除污水的總氮可選用加入鐵碳微粒與污水比例為1:5,可得到最大的經濟效益;總磷中在第三個單位量加入去除百分點都比較大,第四個就開始急劇減小,如果單獨除污水中總磷時可選用鐵碳微粒與污水比例為3:10的處理裝置,可得到比較好的水質和經濟效果;在COD數據中,單位鐵碳相繼加入,COD的單位去除效率也越來越好

  在實際應用中餐具清洗廢水中總氮、總磷和COD含量都比較大,在一個綜合處理污水裝置中就單獨處理一種污染物顯得不太可能。第一、如果對污染水質中污染物進行單一處理,處理裝置會增加,操作會變得更加復雜,鐵碳微粒加入量也會變得更多,影響鐵碳處理污水因素也會增加、能耗增加,這些因素都會增加經濟的投入量。所以,聯系現實實際操作和經濟效益,再聯系表4數據,實際生活中我們使用鐵碳微粒處理餐具清洗廢水裝置中應該選用鐵碳填料與污水質量比為1:5時,能得到較好水質的同時也具有最高的經濟效益。

  3.2.不同PH值對鐵碳微電解凈化餐具清洗廢水的影響分析

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  本次試驗2所測各項指標數據如表3所示:實驗2是在實驗1結果基礎上,選取用鐵碳填料與污水質量比為1:5,調整反應的pH值,探討不同的污水PH值對鐵碳微電解處理污水效率的影響。

  相比于試驗1,當鐵碳填料與污水質量比在1:5的條件下,調節各個污水PH值后鐵碳對污水中總氮、總磷和COD去除效率如表4所示。

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  根據表4可以看出總氮和COD的去除效率在PH值越小的時候鐵碳微粒對污水的處理越好;相比之下總磷的去除效果復雜的多,數據不成比例關系,在污水的PH值變化時候鐵碳對總磷去除效率有時增大有時減小,在PH值為2.88時候去除效果最好,比不調節PH值時候去除效率增加了28.56%;同時在此PH值之下總氮和COD的去除效果也相當高的,為了各方面的問題,在實際餐具清洗廢水處理過程中將污水PH值調節在2.88左右將會得到較好的處理效果,以及降低處理裝置難度,在經濟效益方面也是最佳的選擇方案。

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  四、結論

  1)本次試驗分為兩個大階段,兩次試驗綜合分析得到鐵碳微粒處理餐具清洗廢水最佳處理方法:則是當鐵碳微粒與污水質量比為1:5情況下在調節污水PH值在2.88處左右,水質處理效果較好,經濟投入量小,處理裝置、操作最為方便。

  2)根據表5得出此次試驗結論為:使用新型鐵碳微電解填料處理餐具清洗廢水處理效率在考慮經濟效益和處理裝置簡單化的情況下,污水PH值在2.88處左右和污水與鐵碳比例為1:5時為處理污水的最佳方案。該方案對污水中總氮、總磷和COD去除效率分別為61.83%、67.28%和17.06%。(來源:玉溪師范學院,化學生物與環境學院)

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