混凝-电化学联合处理渗滤液膜滤浓液技术及机理研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fang19902009
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膜滤是实现生活垃圾渗滤液达标排放的重要处理单元,但膜滤过程产生了20%左右浓缩液,严重制约了其进一步的发展。基于浓缩液的不可降解性、富含有机污染物以及高盐等特性,利用电化学的强氧化能力,通过与酸碱调节、混凝沉淀的预处理方式的联用,尝试处理经纳滤膜处理后的渗滤液,探讨了其最佳工艺参数和电化学氧化机理,取得以下主要结论:  (1)酸碱调节有利于浓缩液性质的改善,碱性条件下更优。在pH=13、曝气10min后,渗滤液 COD、TN、TP分别从8113mg/L、536mg/L、8.1mg/L降至6428mg/L、238mg/L、2.6mg/L,去除率为20.8%、56.4%、67.6%。  (2)硝酸铁的投加有利于混凝沉淀出渗滤液浓液中有机物,在最优条件下,即投加铁当量为500mg/L,在初始pH为3时快速搅拌1min后慢速搅拌5min,原渗滤液中COD、TN、TP浓度分别降低了4517mg/L、78mg/L、7.3mg/L,去除率为55.7%、84.7%和83.9%。  (3)电化学处理可降解渗滤液浓液中的有机物,在电压=10V、处理时间8h、初始pH=6、极板间距=5cm的最优工况下,COD、TN、TP浓度分别从4160mg/L、280mg/L、8.1mg/L降解到1526mg/L、186mg/L、2.3mg/L。  (4)NaClO的投加提高了电化学处理的效果。在电压=14V、处理时间8h、溶液中初始NaClO浓度=4.5mmol/L、极板间距=5cm、pH=5的工况下,COD、TN、TP分别从6248mg/L、437mg/L、8.1mg/L降到2329mg/L、144mg/L、2.5mg/L,去除率分别为62.7%、66.9%以及69.3%;优于无药剂电化学处理后的有机物去除效果,后者处理相同水样后,COD、TN、TP去除率分别为33.4%、37.4%、65.7%。  (5)电化学反应的初期阶段是直接氧化主导的降解有机物机制,而后期阶段则是间接氧化主导的;次氯酸钠的投加促进电化学中氯离子向活性氯转化的过程,而活性氯是在间接氧化作用中降解有机物的重要中间产物,电化学、加 NaClO电化学及加 NaClO静置反应后,活性氯分别增加到278mg/L、619m/L、0mg/L,对应的COD与 TOC去除率分别为39.7%、52.5%、0.6%和38.1%、46.3%和0.0%。  (6)电化学作用使浓缩液中的大分子物质被降解为小分子物质,而类胡敏酸物质分解为低腐殖化、低缩合度、少芳香环的有机物,NaClO的投加更促进了这一效果,原渗滤液、EC以及EC+NaClO处理后渗滤液的数均分子量Mn分别为5480、3369、2258。  (7)预处理与NaClO强化电化学联用可有效降解浓缩液中污染物:COD、TN、TP分别从8113mg/L、536m/L、8.1mg/L降到667mg/L、121mg/L、0.7mg/L,累积去除率为91.8%、77.4%、91.4%,氨氮几乎全部去除,BOD5/COD的比值从0.0097上升到0.0127,为后续进一步处理打下基础。
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