电催化氧化处理市政污水的实验研究
摘要:为将市政污水厂排放标准提升至准IV类标准,以东营市某市政污水处理厂生化出水为研究对象，构建了处理量为1m'/h的电催化氧化实验装置,考察不同电流密度下其对市政污水的处理效果及运行的稳定性。研究结果表明,提高电流密度能够增强电催化氧化处理效果。考虑运行的经济性,确定更优电流密度为5 mA/cm2 ,电催化氧化装置出水COD和NH+ -N的质量浓度可分别稳定在23 ~29 mg/L和0.8~1.4 mg/L之间。
随着国家环保要求的不断提高,众多市政污水处理厂要求从国家一级A标准提高至地表水准IV类标准，即要求化学需氧量p(COD)≤30 mg/L,氨氮ρ(NH2 -N)≤1.5 mg/L目前，污水处理厂提标改造为准IV类标准，常用工艺为臭氧催化氧化+曝气生物滤池组合工艺,但近几年臭氧污染备受关注,该工艺应用逐渐受限[2 -3]。
电催化氧化技术是--种新型的高级氧化工艺，能够通过极板的直接氧化作用及羟基自由基(●0H)的间接氧化作用去除水中的有机物,具有反应迅速、效果明显、无副产物等优点.4-5]基于某市政污水厂提标准IV类标准需求,本研究旨在设计电催化氧化装置来处理市政污水厂尾水，考察其对污水中COD和NH2 -N
的去除效果，为其工业化放大应用提供技术支撑。
配图与该文献无关，仅供参考
1材料与方法
1.1污水来源
中试污水来源为东营市某市政污水处理厂生化，出水。该污水处理厂主要处理当地居民生活污水和工业废水,设计处理量为20 000 m'/d。目前该污水厂设计出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB18918- -2002)中- -级A标准。鉴于环保政策要求,需进行提标改造。
1.2出 水标准
该污水厂设计出水COD和NH4-N质量浓度需满足《地表水环境质量标准》(GB3838--2002)中IV类水标准,即ρ(COD)≤30 mg/L,p(NH+ -N)≤1.5 mg/L。
1.3 中试装置
中试装置采用集装箱式电催化氧化装置,单台装置处理量为1 m3/h, 设计停留时间15 min。电催化氧化装置内设2块阳极板,材质为钛材涂钌铱;阴极板为4块,材质为钛材，单个极板尺寸均为0.3 mx0.5 m,极板间距为3 cm,极板使用寿.命5 a以上。阳阴极板之间设直流稳压电源( WYJ-9601型,电源效率92%) ,电流密度可调，电位通过Ag/AgCl 参比电极(西安岛光电子技术有限公司)进行检测。生活污水由离心泵从污水处理厂排放检测池抽水，输送至电催化氧化装置内进行处理。装置设引风口，经风机抽吸运行过程中产生的少量氯气至废气吸收塔,通过液碱喷淋吸收氯气。
1.4检测方法
COD质量浓度采用重铬酸钾法检测,NH4-N质量浓度采用纳式试剂分光光度法进行检测. 6]，Cl~质量浓度采用离子色谱法进行检测。
2结论
(1)该实验研究，当电流密度为2、3、4、5、6 mA/em2时，装置出水COD质量浓度分别在41 ~46、39 ~44 、30~36、24~26和18~23mg●L-'-之间，装置出水COD质量浓度随电流密度的增大而减小,NH2-N质量浓度与COD质量浓度变化趋势一致。
(2)考虑到运行的经济性，设定装置电流密度为5 mA/cm2，长期中试运行180d,装置出水COD和NH-N质量浓度分别在23~29和0.8~1.4 mg/L之间,均能达到地表水IV类水要求。电催化氧化装置合计吨水运行费用为1.33元。
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