磁强化催化氧化技术及其用于难降解废水的研究

• 作 者: 陈钱
• 出 处: 武汉工程大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 精制棉 电镀废水 芬顿 磁场强化 亚铁活化过硫酸钠 微电解 COD

随着国民经济的快速发展,化工行业同时也造成了严重的环境污染。化工行业流程繁多,工艺复杂,产品多样化,化工废水具有生产量大,成分复杂,污染物浓度高的特点,严重威胁着生态环境。开发高效和低成本化学废水处理的新技术已成为当前的研究重点之一。本文以精制棉生化尾液和电镀混合废水这两类难降解化工废水为研究对象,分别采用COD、浊度、色度和氨氮/COD、Ni²⁺、Cu²⁺以及Cr⁶⁺浓度作为主要污染指标,对应选择芬顿、磁场强化芬顿、亚铁活化过硫酸钠、磁场强化亚铁活化过硫酸钠以及微电解耦合磁场强化芬顿工艺作为处理方法,探究其处理这两类废水的可行性;采用单因素实验法确定各工艺的最佳处理参数,主要研究结论如下:（1）针对精制棉生化尾液（有机废水）:利用芬顿氧化法进行处理,在初始p H=3、m（H₂O₂）/COD=1.5、n（H₂O₂）:n(Fe²⁺)=5.0以及反应时间40min条件下,整体处理效果最佳:COD值、浊度值、色度值、氨氮值去除率分为90.0%、93.8%、90.0%、38.7%。在芬顿氧化法最佳处理参数基础上,采用磁场强化芬顿氧化法进行处理,在t=30min和磁化电流A=150A条件下,整体处理效果最佳:COD值、浊度值、色度值、氨氮值去除率分为92.5%、94.83%、92.9%、39.3%。利用亚铁活化过硫酸钠氧化法进行处理,在初始p H=6、m(S₂O₈^2-)/COD=3.0、n(Fe²⁺)/n(S₂O₈^2-)=1.0、反应时间40min条件下,整体处理效果最佳:COD值、浊度值、色度值、氨氮值去除率分为84.6%、95.6%、78.8%、35.6%。在亚铁活化过硫酸钠氧化法最佳处理参数基础上,采用磁场强化亚铁活化过硫酸钠氧化法进行处理,在t=20min和A=125A条件下,整体处理效果最佳:COD值、浊度值、色度值、氨氮值去除率分为89.9%、96.7%、88.0%、38.7%。（2）针对电镀混合废水（重金属废水）:利用芬顿氧化法进行处理,在初始p H=3、m（H₂O₂）/COD=2.0、n（H₂O₂）:n(Fe²⁺)=2.0以及反应时间50min条件下,整体处理效果最佳:COD、Ni²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺去除率分为88.6%、80.9%、86.5%、35.9%。在芬顿氧化法最佳处理参数基础上,采用磁场强化芬顿氧化法进行处理,在t=35min和A=100A条件下,整体处理效果最佳:COD、Ni²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺去除率分为91.6%、83.4%、89.2%、33.5%。依托磁场强化芬顿氧化法处理出水,利用微电解进行处理,在初始p H=3、反应时间3h以及充分曝气条件下整体处理效果最佳:COD值为35.23mg/L,去除率55.9%;Ni²⁺浓度为0.24mg/L,去除率98.7%;Cu²⁺浓度值为0.42mg/L,去除率91.3%;Cr⁶⁺浓度值为7.24mg/L,去除率97.3%。芬顿系统类的整体处理效果好于亚铁活化过硫酸钠氧化系统,两类氧化方式在磁场强化条件下处理效率均有较大程度提升;单独的芬顿和磁强化芬顿氧化技术均能使该精制棉生化尾液处理达标,却只能使该电镀混合废水处理出水COD指标达到一定排放标准;磁强化芬顿和微电解耦合氧化技术处理该电镀混合废水效果较理想,其处理出水虽然只有Ni²⁺和Cr⁶⁺含量未达一级排放标准,但其整体去除率也分别高达99.8%、98.2%,浓度分为0.24mg/L、7.24mg/L。