鐵碳微電解法處理季銨鹽生產廢水的研究.pdf

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

2、“環(huán)境友好”技術。
　　采用微電解法對季銨鹽生產廢水進行了降解研究。主要研究內容有：（1）針對該廢水COD濃度高的特點，采用微電解法對廢水的處理方法進行了研究和條件優(yōu)化。（2）為提高經濟可行性，對鐵、碳材料及組合進行對比研究，同時優(yōu)化反應參數(shù)和級數(shù)。（3）對微電解法降解季銨鹽廢水工藝進行降解機理研究和成本分析。借助GC-MS對實驗結果分析討論，得出以下結論：
　?。?）選用微電解法處理季銨鹽生產廢水的最佳處理方案為三級串聯(lián)微

3、電解。一級微電解鐵水比為5％，初始pH為3，反應時間90min，鐵碳質量比1:2，在此工況下實驗，廢水COD去除率達到41.93%。正交試驗表明，各因素對去除率的影響程度大小為：鐵碳質量比>鐵水比>反應時間>初始pH。二級微電解鐵水比在3%，初始pH為3，反應時間15min，鐵碳質量比1:3的條件下，廢水COD去除率最高，達到98%。三級微電解鐵水比為2%，初始pH為2.5，反應時間30min，鐵碳質量比1:3，在此工況下實驗，廢水CO

4、D去除率達到99.4%，達到國家標準污水綜合排放標準（GB8978-1996）。由于成本較高，需進行進一步工藝優(yōu)化，確保經濟可行性。
　?。?）優(yōu)化實驗表明，活性炭和炭粉的吸附效果相近，炭粉來源廣泛，價格低廉，具有“以廢治廢”的環(huán)境價值，在實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數(shù)量比大粒徑的多，建議直接采用機械加工廠的鐵刨花；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，從經濟角度推薦

5、鐵刨花+炭粉的組合方式；當反應次數(shù)為六級，達到國家標準污水綜合排放標準。此處理方案具有廢水處理效果好（COD的去除率為99.43%）、反應時間短（155min）、處理成本較低（510.82元/t廢水），具有一定的優(yōu)越性。
　　（3）通過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廢水的降解機理：廢水中最主要的有機污染物四丙基氫氧化銨被·OH攻擊，導致支鏈烷烴的脫落，形成三丙胺。三丙胺進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鍵的斷裂與重組、電子轉移等化學過程的數(shù)量減少，生成了醇類、烷烴類等有機物，最后剩余了有較強穩(wěn)定結構的酸類、胺類有機物。
　　本課題運用微電解法對季銨鹽生產廢水進行降解，為該廢水的處理提供了一種有效的新方法；同時對工程應用進行優(yōu)化，提高了經濟可行性。此處理工藝具有無需對廢水稀釋、成本低、無需對廢水熱交換、無需添加電解質等特點，處理效果好，廢水停留時間短，工藝流程簡單，有“以廢治廢”