不同電極材料電—生物耦合技術(shù)降解偶氮染料廢水對(duì)比研究.pdf

1、偶氮染料廢水具有水量大、分布面廣、水質(zhì)變化大、有機(jī)毒物含量較高、成分復(fù)雜且難降解等特點(diǎn)，是很難處理的工業(yè)廢水。傳統(tǒng)的生物處理法處理效率低、剩余污泥量大、水處理藥劑用量大、運(yùn)行費(fèi)用高。因此，研究高效低費(fèi)的染料廢水處理方法具有重要意義。
　　采用三種不同陽(yáng)極材料的電-生物耦合水解-接觸氧化工藝處理活性艷紅X-3B染料模擬廢水。通過(guò)對(duì)比各工藝處理效果的差異，確定最佳陽(yáng)極材料，研究不同陽(yáng)極材料的電-生物耦合工藝處理染料廢水的作用機(jī)理。對(duì)比

2、生物水解-接觸氧化工藝，研究電場(chǎng)對(duì)微生物的影響。
　　各工藝對(duì)應(yīng)反應(yīng)器幾何尺寸相同，水解反應(yīng)器水力停留時(shí)間12h，接觸氧化反應(yīng)器7.95h。三個(gè)電-生物耦合水解反應(yīng)器分別以炭氈、鋁皮、鐵皮為陽(yáng)極，陰極均為石墨柱，各反應(yīng)器內(nèi)均放置生物膜載體填料。電-生物耦合水解試驗(yàn)電流密度分別為0.024、0.048、0.071mA·cm-2。
　　試驗(yàn)表明，鐵陽(yáng)極電-生物耦合工藝對(duì)偶氮染料廢水有較好的處理效果。而且鐵皮這種電極材料在市場(chǎng)上很

3、常見(jiàn)，價(jià)格較便宜。因此鐵陽(yáng)極是電-生物耦合工藝較好的陽(yáng)極材料;鋁陽(yáng)極電-生物耦合工藝對(duì)染料廢水有一定的處理效果，但是鋁陽(yáng)極在電解過(guò)程中容易鈍化，使鋁陽(yáng)極的有效面積減小;炭氈自身電阻較大，容易堵塞，需要頻繁清洗，操作難度加大，而且會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)的生物量減少，不利于微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定。
　　原水染料濃度為36.03-56.17mg·L-1，當(dāng)電流密度為0.071mA·cm-2時(shí)，鐵陽(yáng)極電-生物耦合工藝對(duì)染料濃度平均玄除率為98.40％，色

4、度的平均去除率為87.46％，CODCr的平均去除率為77.64％，鋁陽(yáng)極電-生物耦合工藝的平均去除率分別為70.83％、72.35％、66.41％，炭氈陽(yáng)極電-生物耦合工藝的平均去除率為73.04％、63.38％、49.10％;生物法的處理效果較差，平均去除率分別為26.78％、24.09％和49.19％。電-生物耦合工藝對(duì)氨氮的去除效果不如生物工藝，電流密度為0.071mA·cm-2時(shí)，炭氈陽(yáng)極電-生物耦合工藝的去除率為57.45％

5、，鋁陽(yáng)極和鐵陽(yáng)極電-生物耦合工藝的去除率分別為45.37％、38.19％，生物工藝的平均去除率為75.79％。
　　生物膜電鏡掃描結(jié)果表明，電場(chǎng)對(duì)微生物有促進(jìn)作用，電-生物耦合工藝各反應(yīng)器中的生物膜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，微生物數(shù)量較多，生物相更豐富。鐵陽(yáng)極電-生物耦合水解反應(yīng)器內(nèi)不僅存在鏈菌、球菌、桿菌，生物膜結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)。鐵陽(yáng)極電-生物耦合工藝接觸氧化反應(yīng)器中以絲狀菌為骨架的菌膠團(tuán)中存在漫游蟲(chóng)、鐵細(xì)菌、表殼蟲(chóng)等微生物。
　　紫外-可見(jiàn)吸

6、收光譜分析表明，電-生物水解能破壞偶氮染料的雙鍵結(jié)構(gòu)，將活性艷紅X-3B分解為芳香胺類等化合物質(zhì)，生物水解對(duì)偶氮染料分了結(jié)構(gòu)的破壞較小。其中，鐵陽(yáng)極電-生物工藝對(duì)偶氮染料的降解最徹底，鐵陽(yáng)極水解能破壞偶氮染料的雙鍵結(jié)構(gòu)，將活性艷紅X-3B分解為芳香胺類等化合物質(zhì)，經(jīng)過(guò)其后的接觸氧化處理后這類芳香胺類化合物被徹底降解。而鋁陽(yáng)極和炭氈陽(yáng)極電-生物耦合工藝對(duì)偶氮染料降解不徹底。
　　三種電-生物耦合工藝中，鐵陽(yáng)極電-生物耦合工藝對(duì)偶氮染