电化学方法处理校园废水COD的研究
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电化学方法处理校园废水COD的研究
作者:曹雯雯
来源:《中国科技纵横》2010年第16期
摘要:对电化学法处理校园废水的条件进行优化,讨论电流密度、pH值、阳极材料对COD 去除效率的影响,确定了电化学方法处理校园废水的最佳条件。
经试验研究,结果表明选用电流密度600A/m2、pH值为7、阳极材料为DSA电极时去除效率最高,可达到92%,出水COD值为49 mg/L,达到污水综合排放标准(GB8978—1996)一级标准。
关键词:校园废水电化学方法 COD 电流密度 pH值阳极材料
1 引言
目前,由于电化学方法具有处理装置紧凑、设备小、占地面积少、不产生二次污染,又能起到消毒作用等优点已得到人们的重视,用在造纸废水、印染废水、制药废水、医院废水、海洋油田废水等的研究中。
特别是对各种废水中COD的去除效果较好。
校园废水中COD值高,而且流量波动大,甚至假期时无废水产生。
生物处理方法很难适应,细菌反复培养、驯化更加困难。
本研究是采用电化学方法处理校园废水,讨论影响COD去除的影响因素,寻找最佳的处理条件和运行参数。
2 实验部分
2.1 实验设备
HB17300SL 5A直流稳压电源;污水COD速测仪;EMS-9A型加热磁力搅拌器;PHS-3C精密pH计;50ml烧杯三只;直径10cm有机玻璃盖板一个;2cm×3cm不锈钢电极及钌锡(RuSn)、铱钽(IrTa)两种DSA电极和铜、铝两种可溶性电极若干。
2.2 检测方法
COD检测采用COD速测方法。
2.3 实验数据
试验水样10L,取自本市某大学排污口末端的废水,该废水已经沉降处理。
沉降后废水COD 为609.5mg/L。
3 结果与分析
3.1电流密度的优化与确定
为了确定最佳电流密度,根据所查阅的资料及本实验前期工作,固定pH值为7,阳极使用的电极为RuSn电极,阴极使用电极为不锈钢电极,考虑时间为160分钟(每20分钟取样)。
电流分别选择为0.12A、0.24A、0.36A、0.48A,即电流密度分别取200A/m2、400A/m2、600A/m2、800A/m2,进行优化实验。
由图1可以看出,电流密度为200A/m2时COD的去除效率最高为79.59%;电流密度为
400A/m2时COD的去除效率最高为82.77%;电流密度为600A/m2时COD的去除效率最高为86.67%;电流密度为800A/m2时COD的去除效率最高为85.2%;可见COD去除率随着电流密度的升高先升高再降低,电流密度为600A/m2(电流为0.36A)的去除效率最高,200A/m2、
400A/m2、800A/m2的去除效率相对较低。
3.2 PH值的优化与确定
为了确定最佳pH值,根据所查阅的资料及本实验前期工作,固定电流为0.36A,阳极电极使用RuSn电极,阴极使用不锈钢电极,考虑反应时间为160分钟,每20分钟取样。
pH值分别取7、8、9、10,进行优化实验。
图2可以看出,COD的去除效率随着pH值的升高而升高,pH值越高对污染物的去除效果越好,也就是说在碱性越强的条件下去除的效果越好,因为碱对污染物来讲本身就是一种絮凝剂,但是,碱度过高虽然使废水中其他污染物的去除效果达到很高,但其本身却是一种污染,无法达到排放标准。
所以,考虑到综合效果去除,我们选用pH值为8作为优化选择。
在这样的条件下,既可以使COD的去除效率达到达到排放标准,又可以使pH值在排放标准范围内。
3.3阳极材料的优化与确定
为了确定最佳电极,根据所查阅的资料及本实验前期工作,固定pH值为8,电流密度为
600A/m2,阴极使用电极为不锈钢电极,考虑反应时间为160分钟(每20分钟取样)。
阳极分别用铱钌、锡钌两种DSA电极和铜、铝两种可溶性电极,进行优化设计。
根据图3中不同电极对COD、浊度去除效果的影响来看,DSA电极的去除效果明显好于可溶性电极,DSA电极比较稳定。
这说明,DSA阳极具有一定的析氧活性和抗氧化作用。
并且DSA电极不易溶解,可反复使用,节省运行费用。
4 结语
校园废水经沉降处理后COD含量为609.5mg/L,采用电化学处理方法,选用电流密度
600A/m2、pH值为7、阳极材料为DSA电极时去除效率最高,可达到92%,出水COD值为49 mg/L,达到污水综合排放标准(GB8978—1996)一级标准。
电化学处理方法在处理校园废水时适应能力强,可间隙进水,经多次试验及实际应用证明该方法简单易操作,COD去除效率高,五无二次污染。