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由于制革废水中含有大量的蛋白质、染料、油脂、硫化物、氨氮、铬盐以及毛渣等有毒有害物质,使得制革废水的治理异常困难。本论文针对制革废水中特征污染物硫化物、硫酸根、氨氮,用铁和铝两种金属材料做电极,分别对含这3种污染物模拟废水和实际废水进行电解实验,研究了两种电极对硫化物、硫酸盐、氨氮、TOC、CODCr的去除效率影响因素和降解机理;提出了二段电解法预处理制革废水工艺。具体研究结果如下:
1、用铝铁两种材料做电极电解去除废水中硫化物和硫酸根,研究了电解停留时间、电流强度、初始pH等因素对去除效率的影响。通过对电解沉淀物的XRD图谱、Zeta电位和粒径测试分析,验证了两种电极对硫化物和硫酸根的电解去除途径。实验结果表明:铁电极去除硫化物的优势明显;从物耗和能耗两方面考虑,以铁材料为电极电解去除废水中硫化物实验的最佳电解时间为15min,最佳电解电流强度为2.5A,最佳初始浓度范围在300mg/L以下,最佳pH范围是在6-9之间;对硫酸根的去除,铝电极去除硫酸根的效果要高于铁电极,最佳电解时间是60min、电流为2.5A、最佳pH环境是在微酸性条件下。两种电极主要通过电混凝沉淀、电气浮、静电吸引等共同作用,而除去废水中的硫化物和硫酸根的。
2、用铝铁两种材料做电极电解去除废水中氨氮,研究了电解停留时间、电流强度、初始pH、Cl ̄的存在等因素对去除效率的影响,以及在电解过程中溶液的电导率、pH等变化。实验结果表明:铝电极对氨氮的去除效果要好于铁电极,从电流效率和去除效率两方面考虑,实验最佳电解时间为60min,最佳电解电流强度为3.5A,最佳初始pH值在7~9之间,初始浓度越低效果越好,Cl ̄的存在能加速氨氮的去除速率,提高对其的去除效率,最佳浓度为1500mg/L左右。
3、在前面实验的基础上,研究了铁铝两种电极对实际制革废水的降解效果,通过测试电解前后废水中的CODCr、TOC、硫化物、色度、NH3-N、Cr3+等浓度,得出两种电极对上述污染因子的去除各有利弊;在此基础上设计了二段电解法。二段电解法实验结果显示:两段法可以作为制革废水生物处理的前处理,使BOD5/CODCr从0.36上升到0.46(经过二段电解处理后),使废水中的铬离子、硫离子几乎完全去除,使废水中的氨氮降解了43.1%,大大减少了废水中有毒有害的物质,减轻了废水后续处理负荷,从目前工程实际应用运行效果来看,二段电解法预处理制革废水效果良好。