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高盐榨菜废水具有高有机物高氮磷的特点,不经处理排放会对环境造成很大的破坏。论文分别对Fenton法、电化学法、厌氧序批式反应器(ASBR)以及厌氧序批式反应器(ASBR)-电化学组合工艺处理高盐榨菜废水进行了系统的研究。
①对高盐榨菜废水采用Fenton氧化法进行处理,结果表明:在室温下,进水pH-4.4-5.0,H2O2投加量80 mmol/L,H2O2/FeSO4·7H2O摩尔比=4:1,反应时间20min时,COD、磷酸盐的去除率分别为29.0%、15.4%,调节反应出水pH值,对COD和磷酸盐的去除率有较大影响,当调节出水pH=6时,COD、磷酸盐的去除率分别上升到51.0%、99.5%。Fenton氧化法对磷酸盐的去除效果十分理想,对COD的去除效果有限,且其80 mmol/L30%H2O2用量较大,处理每吨废水的成本为16.1元,处理成本较高。
②采用电化学方法处理高盐榨菜废水时,以网状Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2电极为阳极,网状钛电极为阴极,电流密度、极板间距和电解时间对废水中主要污染物的去除有较大影响。选择最优电流密度为113 mA/cm2,极板间距为4 cm,电解时间为120min时,出水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别降为0、137、375、7 mg/L,对应的去除率为100%、72%、94%、87%。电解30min,氨氮可全部去除;电解120min,出水COD方能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准,以此计算,处理1吨废水电费为90.0元。可见,仅仅采用电化学处理榨菜废水,不但达标排放困难,而且会造成很大的电力资源浪费。
③采用厌氧序批式反应器(ASBR)处理高盐榨菜废水,得出以下结论:
温度对反应器的启动有重要影响:在填料投加比为60%,废水停留时间为1d,有机负荷控制在2.0 kg COD/(m3·d),运行温度为10℃的条件下启动反应器。进水COD为5475mg/L,出水COD为4425 mg/L,COD去除率仅为22%;运行温度升高到30℃,出水COD降为550 mg/L,COD去除率上升到90%,COD去除率大大提高。
反应器成功启动后,确定最佳运行温度为30℃,最佳有机负荷为3.0kgCOD/(m3·d),进水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别为138、537、5875、59 mg/L,出水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别为396、500、775、48 mg/L,对应的总氮、COD、磷酸盐去除率分别为7%、87%、16%。出水不能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
④根据以上的研究结果,采用厌氧序批式反应器(ASBR)-电化学组合工艺处理高盐榨菜废水,得出以下结论:
废水先采用ASBR预处理,出水再经过电化学进一步处理,在电流密度为88mA/cm2,极板间距为2cm的条件下,电解时间为10min时,进水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别为386、496、625、48 mg/L,出水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别降为219、339、375、42mg/L,相对应的去除率分别为43%、32%、40%、13%,出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准,处理1吨废水的电费为4.5元;电解时间为40min时,出水氨氮、总氮、COD、磷酸盐分别降为0、86、90、20mg/L,相对应的去除率分别为100%、83%、86%、59%,COD可达到国家一级排放标准,处理1吨废水的电费为16.5元。
高盐榨菜废水经过ASBR的预处理,大大降低了废水中的COD,且使废水中的总氮大部分转化成氨氮,不但使后续的电化学法大大节约了电力资源,同时由于电化学法对氨氮的去除效果显著,从而还大大提高了废水中总氮的去除率,是一种处理高盐榨菜废水的可行方法。