加工定制是 | 处理污水量10000m3/h |
品牌RH | 订货号Q778 |
货号230 | 型号240 |
臭氧用量500g/h | 空气量10000m3/min |
贮气罐容积5000m3 | 流量计规格30m3/h |
出水管口径50mm | 进水管口径50mm |
外形尺寸300cm | 曝气机功率12kw |
水泵功率45kw | 规格qw234 |
是否跨境货源否 |
屠宰废水一般都含有大量的油脂、血污、内脏杂质等有机物,cod 较高,如果直接排放必然会引起水环境的破坏。目前国内对于屠宰废水的处理经常采用微生物处理的方法。但是由于屠宰废水水量和水质不稳定,随着屠宰数量和时间波动剧烈,同时cod 较高,需要较长的工艺路线才能使其稳定和无害化,因此屠宰废水微生物处理工艺基建投资较大,运行维护难度大。近年来,高级氧化技术预处理有机废水的研究一直是关注的焦点,其中过硫酸盐活化技术通过过渡金属离子、紫外光、热等辅助条件可以产生氧化性很高的硫酸根自由基(·so4-)。与羟基自由基(·oh)相比,·so4-在中性条件下氧化性更高,多数有机污染物都能够被其完全氧化降解。但是该技术也存在加药量大,过硫酸盐消耗快,活化条件苛刻等缺点,同时这些问题也会导致其工艺运行费用较高。而电解辅助的方法可以将fe3+过滤金属离子还原为fe2+,达到持续维持体相中过渡金属离子催化剂浓度的目的,从而可以降低fe2+投加量,降低过硫酸根无效分解速度,维持有机污染物降解反应持续稳定高效进行。因此电化学辅助fe2+活化过硫酸盐具有一定的优势。
1 实验部分
1.1 实验材料
屠宰废水取自辽宁省某禽类屠宰厂,原水含有大量油脂,呈深红色,cod 为(3 288±100)mg/l,ph为5.0±0.5。实验所用na2so4、na2s2o8、feso4、h2so4、naoh 等试剂均为分析纯。采用cod571 型cod 分析仪(上海精密科学仪器有限公司)进行cod 的测试,采用phs-3 型酸度计(上海雷磁仪器厂)进行ph 的测试,电源为aps3003d 直流稳压电源(深圳安泰信电子有限公司)。
1.2 实验方法
取250 ml 屠宰废水,放入电解槽中进行氧化降解实验,电解条件为:反应温度为室温,石墨板电极,电极间距2 cm。调节原水ph、电解电流密度、fe2+初始浓度、na2s2o8投加浓度等实验参数,间隔30 min取样测试废水cod 变化,计算cod 去除率,并确定参数。反应动力学数据采用origin8 sr0(v8.0724)软件进行处理及拟合计算。
2 结果与讨论
2.1 电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水有效性验证
实验首先验证了电解辅助fe2+活化na2s2o8的效果,结果如图1 所示。
当反应条件为[feso4]0=300mg/l,[na2s2o8]0=200mg/l,电流密度=25.0 ma/cm2,反应初始ph=2 时,单独电解(采用na2so4作为支持电解质,[na2so4]0=200mg/l)经过240 min 的反应,废水cod 去除率达到72.4%。而fe2+活化na2s2o8的处理效果更好,经过120 min 反应,废水cod 去除率就达到了77.0%,但是随着时间继续增加,其cod 去除率增加缓慢上升,240 min 后其cod 去除率仅增加至77.3%。相比较前两种工艺,电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺具有更好的反应效果,反应180 min 后其cod 去除率可达97.8%。可见,电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺对于屠宰废水的预处理具有较好的效果。
从实验结果还可以看出,fe2+活化na2s2o8工艺降解高效的时间较短,反应120 min 以后,其氧化效果十分有限,这主要是由于反应体相中氧化剂fe2+的消耗速度很快,fe3+活化na2s2o8能力有限,***终导致na2s2o8部分无效分解,因此随着反应时间的增加,有机污染物的降解效率受到了抑制。而电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺则可以通过电化学反应使fe3+部分还原为fe2+,可以维持溶液体相中一定的fe2+浓度,因此使反应高效时间延长,有机污染物降解效果有所提高。
2.2 电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水的反应条件确定
实验采用正交实验法来对电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水的反应条件进行研究,反应时间为60 min,确定feso4初始浓度、na2s2o8初始浓度、电流密度和初始ph 对废水cod 的影响,采取4 个水平,正交实验结果见表1。
由极差r 计算结果可知,影响屠宰废水cod下降的因素主次顺序为feso4初始浓度、na2s2o8初始浓度、ph 和电流密度。根据正交实验结果初步确定电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水的反应参数条件为:电流密度25.0 ma/cm2,feso4初始质量浓度300mg/l,na2s2o8初始质量浓度200mg/l,ph=2.0。
2.3 电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水的反应动力学研究
在电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水过程中,产生的·so4-和水相中的有机物分子作用,夺取其电子,使之得以氧化分解。根据反应速率理论,该氧化降解的动力学过程可用式(1)表示。
式中:cod——废水 cod,mg/l;
c′——溶液中·so4-的浓度,mg/l;
k′——反应速率常数,min-1;
m、n——反应级数;
t——反应时间,min。
由于生成的·so4-寿命很短,可以瞬间夺取电子发生反应,因此c′可近似可作常数,则动力学方程又可表示为式(2):
经过积分计算可得式(3)、式(4):
ln(cod0/codt)=kt (3)
ln(cod0/codt)=0.014 t (4)
式中:cod0——降解反应前废水 cod,mg/l
codt——反应 t 时刻废水的 cod,mg/l。
对实验结果进行拟合计算,结果如图2 所示。
其反应过程可以用一级反应动力学来描述,即符合式(4)的形式,其r2=0.984 2,选取8 个数据点进行拟合计算,上述表观速率的计算误差<0.000 6,p<1.0×10-8,拟合直线差异极显著,模型线性符合。3 结论
(1)电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水具有较好的效果,在[feso4]0 =300mg/l,[na2s2o8]0=200mg/l,电流密度25.0 ma/cm2,反应初始ph=2 的条件下,经过180 min 的反应,其cod 去除率可达97.8%,而相同条件下,电解氧化仅为67.1%,fe2+活化na2s2o8工艺仅为77.1%。
(2)通过正交实验确定电解辅助fe2 + 活化na2s2o8工艺处理屠宰废水影响因素主次顺序依次为feso4初始浓度、na2s2o8初始浓度、ph 和电流密度。
(3)表观动力学研究表明,电解辅助fe2+活化na2s2o8工艺处理屠宰废水cod 降解符合一级反应动力学,反应条件下,其速率常数k 为0.014 min-1。
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