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随着我国水产养殖业由粗放式向精细化、集约化转型,其产生的水产养殖废水含有大量的氮、磷和有机物,随意排放将造成受纳水体富营养化等一系列环境问题。电化学方法作为一种水处理技术,使污染物在电极上发生直接化学反应或间接化学反应,来实现污染物去除,具有设备紧凑、操作简单、无二次污染等优点,不仅可以有效的去除水中的各类污染物,还可以实现水资源可持续利用。电絮凝和电芬顿是具有广泛实际应用前景的电化学水处理技术。本研究针对水产养殖废水中的重金属离子、总磷、COD和氨氮,开展了电化学处理研究,详细考察了电絮凝和电芬顿对实际废水中这些污染物的去除效果,探讨了影响去除效果的主要因素和污染物的去除机制。研究结果如下:
(1)电絮凝法可有效去除废水中的重金属离子和总磷,当电流密度为8mA/cm2时,反应30min,Cu2+和Zn2+的去除率达到了98.60%和98.92%,总磷去除率达到了96.81%。重金属通过絮凝、吸附、沉淀的方式去除,总磷通过生成磷酸铁沉淀的方式去除。
(2)电芬顿法可以有效的去除废水中有机物和氨氮,外加的H2O2与阳极生成的Fe2+可以发生芬顿反应,其产生羟基自由基可以氧化绝大多数有机和无机化合物。在恒定电流密度8mA/cm2时,H2O2投加量4mL/L,反应30min,COD和氨氮去除率分别达到95.78%和100%。
(3)水质条件会影响电芬顿法对水中污染物的去除效率。电芬顿法在不同初始pH下对水中总磷和COD去除效果不同,其中酸性pH对总磷和COD的去除效果最好。低浓度(0.1~10mg/L)的铵根离子对总磷去除率影响较小,只有高浓度(10~100mg/L)的铵根离子才会导致总磷去除率下降,铵根离子浓度的增大会明显抑制COD的去除率。随着钙离子浓度的升高,总磷的去除速率增加,钙离子浓度为100mg/L时,在10min内可以完全去除总磷。低浓度(1~10mg/L)的氯离子对COD的去除有促进作用。
本文开展了以电化学为基础的水养殖废水处理技术研究,结果可以为电絮凝和电芬顿法处理水养殖废水提供初步的技术支持和理论依据。
(1)电絮凝法可有效去除废水中的重金属离子和总磷,当电流密度为8mA/cm2时,反应30min,Cu2+和Zn2+的去除率达到了98.60%和98.92%,总磷去除率达到了96.81%。重金属通过絮凝、吸附、沉淀的方式去除,总磷通过生成磷酸铁沉淀的方式去除。
(2)电芬顿法可以有效的去除废水中有机物和氨氮,外加的H2O2与阳极生成的Fe2+可以发生芬顿反应,其产生羟基自由基可以氧化绝大多数有机和无机化合物。在恒定电流密度8mA/cm2时,H2O2投加量4mL/L,反应30min,COD和氨氮去除率分别达到95.78%和100%。
(3)水质条件会影响电芬顿法对水中污染物的去除效率。电芬顿法在不同初始pH下对水中总磷和COD去除效果不同,其中酸性pH对总磷和COD的去除效果最好。低浓度(0.1~10mg/L)的铵根离子对总磷去除率影响较小,只有高浓度(10~100mg/L)的铵根离子才会导致总磷去除率下降,铵根离子浓度的增大会明显抑制COD的去除率。随着钙离子浓度的升高,总磷的去除速率增加,钙离子浓度为100mg/L时,在10min内可以完全去除总磷。低浓度(1~10mg/L)的氯离子对COD的去除有促进作用。
本文开展了以电化学为基础的水养殖废水处理技术研究,结果可以为电絮凝和电芬顿法处理水养殖废水提供初步的技术支持和理论依据。