1.前言

微電解法是一項(xiàng)被廣泛研究與應(yīng)用的廢水處理技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是利用金屬腐蝕原理形成的原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理。該技術(shù)操作方便、工藝簡(jiǎn)單，近年來(lái)受到廣泛重視，同時(shí)也為污水除N、P和有機(jī)物拓展了新思路。本研究以玉溪某餐具清洗服務(wù)公司生產(chǎn)排放廢水為研究對(duì)象，考察了不同污水PH值、鐵碳微電解填料投加量對(duì)餐具清洗廢水中N、P、COD去除效果的影響，并對(duì)其去除機(jī)理進(jìn)行探討，為鐵碳微電解材料在餐具清洗廢水處理方面提供數(shù)據(jù)支撐。

2.試驗(yàn)步驟方法

2.1.試驗(yàn)水樣采集

本次試驗(yàn)用水取自玉溪某餐具清洗服務(wù)公司生產(chǎn)排放廢水，該廢水總氮、總磷、CODCr濃度分別為79.109mg/l、10.043mg/l524.77mg/L；水樣PH值在7至8之間。

2.2.試驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)1：本次試驗(yàn)考慮到其他影響因素，所以取餐具清洗廢水混勻后進(jìn)行試驗(yàn)，并在保持鐵碳在污水中同一停留時(shí)間、振蕩器震蕩速率一致。取五個(gè)1L塑料量杯清洗干凈烘干后在用分析天平分別稱取鐵碳微粒50.54g、100.50g、150.33g、200.44g、251.71g于量杯中，再取500ml生活污水放入量杯中，把量杯固定放在HY-6雙層調(diào)速振蕩器上以一分鐘80轉(zhuǎn)的速度振蕩5小時(shí)，使污水與鐵碳微粒充分接觸，使其充分反應(yīng)；待其振蕩?kù)o止后分別取五個(gè)量杯中的水樣進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定處理后污水中的總氮、總磷、COD含量。

實(shí)驗(yàn)2：取五個(gè)干凈量杯分別稱取100.62g、100.60g、99.79g、100.12g、100.00g放入量杯中；在使用多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀調(diào)節(jié)各個(gè)量杯中水樣的PH值，用鹽酸溶液將五個(gè)量杯中pH值分別調(diào)至1.98、2.88、4.01、4.83、5.86；放在HY-6雙層調(diào)速振蕩器上以一分鐘80轉(zhuǎn)振蕩5小時(shí)后，取水樣測(cè)其總氮、總磷、COD含量。

3.分析與討論

3.1.不同質(zhì)量鐵碳對(duì)餐具清洗廢水處理效果

本次實(shí)驗(yàn)1計(jì)算得到的數(shù)據(jù)如表1所示，在各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)中可看出，當(dāng)鐵碳微粒加入的質(zhì)量越大鐵碳在污水中形成的微原電池也就越多，能在污水中進(jìn)行更多的氧化還原反應(yīng)對(duì)污水中的氮、磷和COD去除效果也就越好；當(dāng)500ml污水中加入不同質(zhì)量鐵碳微電解填料處理后TN、TP、COD濃度結(jié)果見(jiàn)表1。

考慮到鐵碳的經(jīng)濟(jì)效益，在鐵碳實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不可能盡可能無(wú)限增加鐵碳的加入量增加污染物去除率，這樣可能會(huì)導(dǎo)致這樣處理污水投資過(guò)大，不利于實(shí)際處理，因此應(yīng)計(jì)算當(dāng)以同一比例加入的鐵碳質(zhì)量對(duì)污水中各種污染物去除效率，找到既可以使得污水得到凈化又可以降低成本的鐵碳投入量。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以計(jì)算出相繼增加50g鐵碳對(duì)污水的總氮、總磷、COD去除效率如表2所示：

在相繼加入鐵碳50g后，單位鐵碳對(duì)污水中各個(gè)指標(biāo)的去除效率如表4所示：可以看得出來(lái)：總氮的去除效果是一個(gè)先增加后減小的趨勢(shì)，當(dāng)鐵碳在100.50g時(shí)，每50g單位的鐵碳對(duì)污水中總氮去除效率最高，達(dá)到了28.29%，之后隨著鐵碳同一比例相繼加入后，總氮的去除效率減少的很快，甚至第三個(gè)50g相比之前還出現(xiàn)了一個(gè)負(fù)值：−5.20%；總磷在第一個(gè)50g就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理效率的最大值為38.93%之后就逐漸減少；COD的去除效果為先減小后增大；在總氮指標(biāo)去除效率中在相繼加入鐵碳質(zhì)量第二個(gè)50g后，總氮的去除效率增加了28.29%，在各個(gè)數(shù)據(jù)增加的百分點(diǎn)最為可觀，如果單獨(dú)除污水的總氮可選用加入鐵碳微粒與污水比例為1:5，可得到最大的經(jīng)濟(jì)效益；總磷中在第三個(gè)單位量加入去除百分點(diǎn)都比較大，第四個(gè)就開(kāi)始急劇減小，如果單獨(dú)除污水中總磷時(shí)可選用鐵碳微粒與污水比例為3:10的處理裝置，可得到比較好的水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效果；在COD數(shù)據(jù)中，單位鐵碳相繼加入，COD的單位去除效率也越來(lái)越好。

在實(shí)際應(yīng)用中餐具清洗廢水中總氮、總磷和COD含量都比較大，在一個(gè)綜合處理污水裝置中就單獨(dú)處理一種污染物顯得不太可能。第一、如果對(duì)污染水質(zhì)中污染物進(jìn)行單一處理，處理裝置會(huì)增加，操作會(huì)變得更加復(fù)雜，鐵碳微粒加入量也會(huì)變得更多，影響鐵碳處理污水因素也會(huì)增加、能耗增加，這些因素都會(huì)增加經(jīng)濟(jì)的投入量。所以，聯(lián)系現(xiàn)實(shí)實(shí)際操作和經(jīng)濟(jì)效益，再聯(lián)系表4數(shù)據(jù)，實(shí)際生活中我們使用鐵碳微粒處理餐具清洗廢水裝置中應(yīng)該選用鐵碳填料與污水質(zhì)量比為1:5時(shí)，能得到較好水質(zhì)的同時(shí)也具有最高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.不同PH值對(duì)鐵碳微電解凈化餐具清洗廢水的影響分析

本次試驗(yàn)2所測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)如表3所示：實(shí)驗(yàn)2是在實(shí)驗(yàn)1結(jié)果基礎(chǔ)上，選取用鐵碳填料與污水質(zhì)量比為1:5，調(diào)整反應(yīng)的pH值，探討不同的污水PH值對(duì)鐵碳微電解處理污水效率的影響。

相比于試驗(yàn)1，當(dāng)鐵碳填料與污水質(zhì)量比在1:5的條件下，調(diào)節(jié)各個(gè)污水PH值后鐵碳對(duì)污水中總氮、總磷和COD去除效率如表4所示。

根據(jù)表4可以看出總氮和COD的去除效率在PH值越小的時(shí)候鐵碳微粒對(duì)污水的處理越好；相比之下總磷的去除效果復(fù)雜的多，數(shù)據(jù)不成比例關(guān)系，在污水的PH值變化時(shí)候鐵碳對(duì)總磷去除效率有時(shí)增大有時(shí)減小，在PH值為2.88時(shí)候去除效果最好，比不調(diào)節(jié)PH值時(shí)候去除效率增加了28.56%；同時(shí)在此PH值之下總氮和COD的去除效果也相當(dāng)高的，為了各方面的問(wèn)題，在實(shí)際餐具清洗廢水處理過(guò)程中將污水PH值調(diào)節(jié)在2.88左右將會(huì)得到較好的處理效果，以及降低處理裝置難度，在經(jīng)濟(jì)效益方面也是最佳的選擇方案。

4.結(jié)論

1)本次試驗(yàn)分為兩個(gè)大階段，兩次試驗(yàn)綜合分析得到鐵碳微粒處理餐具清洗廢水最佳處理方法：則是當(dāng)鐵碳微粒與污水質(zhì)量比為1:5情況下在調(diào)節(jié)污水PH值在2.88處左右，水質(zhì)處理效果較好，經(jīng)濟(jì)投入量小，處理裝置、操作最為方便。

2)根據(jù)表5得出此次試驗(yàn)結(jié)論為：使用新型鐵碳微電解填料處理餐具清洗廢水處理效率在考慮經(jīng)濟(jì)效益和處理裝置簡(jiǎn)單化的情況下，污水PH值在2.88處左右和污水與鐵碳比例為1:5時(shí)為處理污水的最佳方案。該方案對(duì)污水中總氮、總磷和COD去除效率分別為61.83%、67.28%和17.06%。

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