鐵碳微電解法處理季銨鹽生產(chǎn)廢水的研究.pdf

1、季銨鹽（QACs）生產(chǎn)廢水具有COD含量高（34100mg/L）、pH值高（9-10）和懸浮物含量高等特點(diǎn)，含大量難生物降解有機(jī)化合物，屬于難生物降解的高濃度有機(jī)廢水，該廢水的合理化處理和利用是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。微電解法處理工藝集電化學(xué)、氧化還原作用、物理吸附作用和絮凝作用于一身，產(chǎn)生·OH等具有強(qiáng)氧化活性的物質(zhì)來(lái)處理高濃度有毒的難降解廢水。本處理方法有很多優(yōu)點(diǎn)，如處理效率高、易于操作、不易產(chǎn)生有毒中間物質(zhì)、無(wú)需添加化學(xué)試劑等，被稱為

2、“環(huán)境友好”技術(shù)。
　　采用微電解法對(duì)季銨鹽生產(chǎn)廢水進(jìn)行了降解研究。主要研究?jī)?nèi)容有：（1）針對(duì)該廢水COD濃度高的特點(diǎn)，采用微電解法對(duì)廢水的處理方法進(jìn)行了研究和條件優(yōu)化。（2）為提高經(jīng)濟(jì)可行性，對(duì)鐵、碳材料及組合進(jìn)行對(duì)比研究，同時(shí)優(yōu)化反應(yīng)參數(shù)和級(jí)數(shù)。（3）對(duì)微電解法降解季銨鹽廢水工藝進(jìn)行降解機(jī)理研究和成本分析。借助GC-MS對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論，得出以下結(jié)論：
　?。?）選用微電解法處理季銨鹽生產(chǎn)廢水的最佳處理方案為三級(jí)串聯(lián)微

3、電解。一級(jí)微電解鐵水比為5％，初始pH為3，反應(yīng)時(shí)間90min，鐵碳質(zhì)量比1:2，在此工況下實(shí)驗(yàn)，廢水COD去除率達(dá)到41.93%。正交試驗(yàn)表明，各因素對(duì)去除率的影響程度大小為：鐵碳質(zhì)量比>鐵水比>反應(yīng)時(shí)間>初始pH。二級(jí)微電解鐵水比在3%，初始pH為3，反應(yīng)時(shí)間15min，鐵碳質(zhì)量比1:3的條件下，廢水COD去除率最高，達(dá)到98%。三級(jí)微電解鐵水比為2%，初始pH為2.5，反應(yīng)時(shí)間30min，鐵碳質(zhì)量比1:3，在此工況下實(shí)驗(yàn)，廢水CO

4、D去除率達(dá)到99.4%，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。由于成本較高，需進(jìn)行進(jìn)一步工藝優(yōu)化，確保經(jīng)濟(jì)可行性。
　?。?）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明，活性炭和炭粉的吸附效果相近，炭粉來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，具有“以廢治廢”的環(huán)境價(jià)值，在實(shí)際工程中建議使用炭粉；小粒徑的鐵刨花與廢水接觸所形成的原電池?cái)?shù)量比大粒徑的多，建議直接采用機(jī)械加工廠的鐵刨花；炭粉+鐵刨花的組合方式的處理效果與活性炭+鐵刨花的處理效果相差不大，從經(jīng)濟(jì)角度推薦

5、鐵刨花+炭粉的組合方式；當(dāng)反應(yīng)次數(shù)為六級(jí)，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。此處理方案具有廢水處理效果好（COD的去除率為99.43%）、反應(yīng)時(shí)間短（155min）、處理成本較低（510.82元/t廢水），具有一定的優(yōu)越性。
　?。?）通過(guò)GC-MS分析廢水降解不同階段的出水，得出微電解法處理季銨鹽生產(chǎn)廢水的降解機(jī)理：廢水中最主要的有機(jī)污染物四丙基氫氧化銨被·OH攻擊，導(dǎo)致支鏈烷烴的脫落，形成三丙胺。三丙胺進(jìn)一步被降解成二丙胺；最后，

6、部分二丙胺降解成二乙胺。酯類和胺類化合物等一系列化學(xué)鍵的斷裂與重組、電子轉(zhuǎn)移等化學(xué)過(guò)程的數(shù)量減少，生成了醇類、烷烴類等有機(jī)物，最后剩余了有較強(qiáng)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的酸類、胺類有機(jī)物。
　　本課題運(yùn)用微電解法對(duì)季銨鹽生產(chǎn)廢水進(jìn)行降解，為該廢水的處理提供了一種有效的新方法；同時(shí)對(duì)工程應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，提高了經(jīng)濟(jì)可行性。此處理工藝具有無(wú)需對(duì)廢水稀釋、成本低、無(wú)需對(duì)廢水熱交換、無(wú)需添加電解質(zhì)等特點(diǎn)，處理效果好，廢水停留時(shí)間短，工藝流程簡(jiǎn)單，有“以廢治廢”