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电絮凝法去除微污染水中氨氮的研究

北极星环保网来源:《环境污染与防治》作者:彭博宇等2017/6/28 16:27:20我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:废水处理 电絮凝 氨氮

北极星环保网讯:考察了不同反应条件下,电絮凝法对微污染水中氨氮的去除效果及其影响因素,并探究了反应机制。结果表明:电絮凝法对于微污染水中的氨氮有较好的去除效果,且去除率随着电流密度和电解时间的增加而提高;初始pH过高或者过低都不利于氨氮的去除,在弱碱性时去除效果最佳;静沉时间对去除率的影响甚微。在电流密度为3.42mA/cm2、电解时间为30rnin、初始pH为7.0~9.0、静沉时间为20rain的条件下,电絮凝法对微污染水中的氨氮具有最佳去除效果。

废水处理

关键词电絮凝,微污染水,氨氮

近年来,一些工业生产中未经完善处理的废水排入周边水体,造成持续性污染,使饮用水成为微污染水。这些微污染水中含有多种有机污染物,对人类健康和生态环境都造成了一定危害,其中氨氮是最具标志性的污染物之一。

目前国内对微污染水的传统处理技术主要有化学法[1]、物理法和生物法等。化学法对氨氮的去除率较低,且药剂投加量大、成本高,还会增加水中氯化物、硫酸盐等物质的含量,影响水体水质;物理法对于氨氮的去除效果较理想,但成本较高且持续性较差;生物法运行成本较低,但是占地面积大、水力停留时间长,且不易进行操作管理。

电絮凝法具有去除效果好、结构简单、操作简便灵活、运行成本低等特点,逐渐成为一种颇有发展前景的技术,并且已在某些废水处理中得到了应用_4]。

本研究选用铝作为电极材料,通以直流电,通过电絮凝法去除微污染水中的氨氮,研究电流密度、电解时间、初始pH、静沉时间以及阴离子等因素对氨氮去除效果的影响,并探讨了不同阴离子对氨氮去除的影响机制,为电絮凝法去除微污染水中的氨氮等污染物提供参考。

1装置与方法

1实验装置本研究所用的电絮凝装置如图1所示。电源为wYJ一5A60VDC型直流稳压稳流电源,电解槽为自制的有机玻璃容器(100mm×125mm×140ram),置于H01—1B型双显磁力搅拌器上,槽中安置3对铝极板(铝的纯度为99)作为电解的阴阳极,电极连接方式为单极式,极板间距为10mm。每块极板高90mm,宽125mill,厚1.2mm,极板底部距槽底10mrn。

废水处理

图1电絮凝装置示意图

1.2实验方法

用NHC1配制1mg/L的氨氮,再取适量氨氮倒人电解槽内,把电极板插入电解槽后盖上槽盖。将电解槽移至磁力搅拌器上,开启磁力搅拌器,打开电源开关的同时开始计算电解时间,于预定时间在4cm处取水样。将所取水样静沉一段时间后,取上清液5mL,用纳氏试剂分光光度法测定水样的吸光度以表征氨氮浓度。采用NovaNanoSEM450型能量散射x射线(EDX)/扫描电子显微镜(SEM)对电解前后的阳极进行微观结构分析。

2结果与讨论

2.1电解时间和电流密度的影响

电解时间影响A1。产生的速率和氨氮与羟基铝化物的接触时间[53;电流密度影响电解过程中羟基铝化物的产生量、气泡的产生速率、羟基铝化物与氨氮的混合及电极之间的传质作用I6]。在初始pH为8.0、氨氮初始质量浓度为1mg/L(考虑到苏州河和黄浦江的实测氨氮质量浓度均约为1mg/L)、静沉时间为20min的条件下,考察电解时间和电流密度对氨氮去除率的影响,结果如图2所示。

废水处理

从图2可以看出,在电流密度一定时,随着电解时间延长,氨氮去除率不断提高,但是在电解时间达到30min后,氨氮的去除速率相对减慢。一方面是由于新生态氧与阳极表面生成的氧化膜不断增多,阻碍了电解反应进行;另一方面随着电解时间的延长,氨氮浓度减少,水温上升,同时副反应增多,抑制了电解反应的进行,从而使氨氮的去除速率减缓。

延伸阅读:

煤气化废水氨氮吹脱去除因素的影响探究

一种CANON工艺处理低氨氮废水的新模式

高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析

含镍废水处理电絮凝设备

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