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附子废水是中药废水的一种,特点是水质水量变化大、CODCr高、成分复杂,含有生物碱等毒性物质,传统生化方法直接处理很难达标。催化还原法是一种新的水处理技术,以其处理效果好,费用低,可提高难生物降解废水可生化性等特点,广泛应用于工业废水的预处理中。本文采用Fe/Cu催化还原法对附子废水进行了预处理研究。 通过在缺氧环境中进行的单因素实验,确定最适宜降解参数为pH为原始值(pH=5.3),铁屑量为30g,铜片量为5g,摇床转数为140r/min,催化电解时间120min。在此条件下,CODCr的去除率达到了30%;B/C值为0.56,相比于原水的0.18,显著地提高了废水的可生化性。本文同时对Fe/Cu体系降解有机物进行动力学分析,一级回归方程的相关系数R2为0.9395,表明Fe/Cu催化还原法处理附子废水符合表观一级动力学方程。 在此基础上,对Fe/Cu体系催化还原附子废水的机理进行了初步的研究。通过添加EDTA掩蔽试验,表明絮凝对有机物的降解起主要作用,同时系统的电化学腐蚀、还原等作用对污染物的去除也发挥了效果。 在研究溶解氧含量对系统处理附子废水的影响时,设定了不同pH值条件下的实验,结果表明提高氧含量不能显著提高对CODCr的去除,缺氧弱酸环境和好氧弱碱环境都能达30%以上;但充氧可明显提高NH3-N的去除效果,以好氧弱碱环境最佳,去除率可达19.24%。 连续静态实验对CODCr的去除率保持在55%左右,而对NH3-N的去除效果较差。整个实验期间系统运行较为稳定,出水CODCr可保持在600~1100mg/L的范围内,pH值在6.6-6.8之间波动;铁铜填料性能较好,无板结现象。对比单因素实验和连续静态实验可以发现,此方法对有机物的去除效果除控制的参数外,很大程度上还取决于进水浓度。 通过红外光谱测定,系统催化还原后产生的底部沉淀物主要是醇类、饱和烷烃类、铁的氧化物或氢氧化物。反应后水中铜元素含量没有提高,扫描电镜观察铜片无腐蚀现象,且将铜片单独浸泡于废水2h后铜元素的含量是Fe/Cu催化系统的300多倍,表明Fe/Cu催化还原系统不仅能保护阴极催化材料,而且有效地还原废水中的铜离子,降低重金属的含量,杜绝了催化材料的中毒现象。 整个研究表明Fe/Cu催化还原法预处理附子废水能够起到水质调节和pH缓冲的作用,为后续生化处理提供了良好地条件,且经济适用。