摘要:采用連續(xù)式電解槽對垃圾滲濾液進(jìn)行電解催化處理,考察極板間距、電流密度、電導(dǎo)率[Cl-]濃度對電解效果的影響。結(jié)果表明,當(dāng)添加的[Cl-]6000 mg/L,在電解60 min時,對初始COD小于3000 mg/L的中等濃度滲濾液有較好的處理效果,COD和NH3-N的去除率分別達(dá)88.9%和97.3%,能耗為2.75 kWh/m3。為中試和工業(yè)設(shè)計應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液,電解氧化,難降解有機(jī)物

垃圾填埋場滲濾液廢水具有色度高、毒性大,污染物成分復(fù)雜多變,B/C比低(≤0.15)、氨氮含量高等污染特點(diǎn)[1]。目前,常規(guī)方法處理難以達(dá)到國家所要求的排放標(biāo)淮,需另行處理才行。電催化氧化技術(shù)處理高濃度難降解廢水近年來在國外受到了廣泛的關(guān)注[23、]。目前國內(nèi)外對電催化氧化技術(shù)處理垃圾滲濾液運(yùn)行工藝和參數(shù)的研究相對較少。本文通過對電解催化法處理垃圾滲濾液的實(shí)驗(yàn)研究表明,利用羥基自由基(·OH)強(qiáng)氧化作用,對滲濾液 有良好的處理效果。

1反應(yīng)機(jī)理

電催化氧化技術(shù)是指利用電極的直接氧化和間接氧化作用來氧化降解難降解物質(zhì),使其氧化分解成為易降解、無毒害的物質(zhì)。直接氧化是由水分子在陽極表面放電產(chǎn)生·OH基團(tuán),·OH基團(tuán)與陽極附近的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)。間接氧化是指利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑(如C1O-、高價金屬離子等),來氧化溶液中有機(jī)物。電催化氧化技術(shù)的去除機(jī)理可用圖1表示。

2試驗(yàn)部分

2.1試驗(yàn)水樣

實(shí)驗(yàn)中水樣選取自杭州市幾個垃圾填埋場滲濾液收集池出口處廢水。水質(zhì)情況見表1。

2.2實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置示意圖見圖1。實(shí)驗(yàn)中采用序批方式連續(xù)進(jìn)行電催化處理。電解實(shí)驗(yàn)裝置包括: ①方形(15 cm ×15 cm ×15 cm)玻璃鋼電解槽一個; ②自制網(wǎng)格狀鈦基釕系摻銻氧化物電極,電極大小15 cm×10 cm,厚014 cm,有效面積01022 m2 ,陰極為不銹鋼網(wǎng); ③直流穩(wěn)流電源及其他相應(yīng)設(shè)施;其中直流電源、電極和電解槽是核心設(shè)備。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

電催化氧化處理垃圾滲濾液涉及因素較多。實(shí)驗(yàn)中以COD和NH32N的去除率作為效果指標(biāo),以能耗作為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)�？紤]極板間距、電流密度、添加[C1- ]濃度等因素對垃圾滲濾液處理的影響。處理時電解槽中滲濾液以序批方式連續(xù)進(jìn)行,處理時間以達(dá)到去除峰值為止,一般在120 min內(nèi),滲濾液水量1000 mL /次。

3. 1　極板間距的影響

實(shí)驗(yàn)中,電極槽中滲濾液1000 mL, pH 值為715,在不添加電解質(zhì)時,進(jìn)行序批方式處理。不同極板間距時,滲濾液中COD 和NH32N 的去除效果見圖1和圖2。

圖1和圖2表明:極板間距增加,去除率下降,處理需要的時間延長。極板間距小,縮短極板產(chǎn)生的羥基自由基•OH、ClO- 等離子擴(kuò)散的距離,較快地與溶液中有機(jī)污染物發(fā)生反應(yīng),有利于反應(yīng)進(jìn)行,提高去除速率[ 5 ] 。極板間距015 cm 時, 去除效率高, 90 min 后COD 和NH32N 的去除率分別達(dá)到8513% 和9613%。極板間距增大后電流效率降低, COD 和NH32N的去除率明顯下降。當(dāng)間距510 cm時,去除效率急劇降低, COD 和NH32N 的去除率在處理210 h后,最終也只能達(dá)到1618%和8512%。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)盡可能減小電極間距以提高反應(yīng)速度,減少•OH、[ ClO- ]停留時間。最佳的極板間距在015～115 cm之間,此時電催化氧化去除滲濾液中COD、NH3
2N效果明顯,能耗適中,經(jīng)濟(jì)性好。本實(shí)驗(yàn)選擇極板間距為110 cm進(jìn)行電流密度和電導(dǎo)率[Cl- ]處理效率的影響研究。

3. 2　電流密度的影響

極板間電流密度的增加,增大溶液中帶電粒子運(yùn)動的推動力,可以使溶液中•OH基團(tuán)移動加快,與有機(jī)物接觸的機(jī)會增多,從而提高對溶液中COD和NH32N的去除率[ 6 ] 。實(shí)驗(yàn)中,取極板間距為110cm,不同電流密度下,電極對滲濾液中COD、NH32N的去除率見圖3和圖4。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

圖3和圖4表明:加大極板間的電流密度,污染物去除效率也明顯增加,達(dá)到去除高點(diǎn)需要的時間減少。電流密度215 ～ 1010 mA / cm2 時COD 和NH32N的去除率各不相同。電流密度增加, NH32N去除速率加快。COD 的去除率隨電流密度的增加也提高。（中國石油大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系）

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