污水处理厂尾水电化学脱氮技术研究论文

时间：2022-10-11 10:55:15 化学毕业论文我要投稿

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污水处理厂尾水电化学脱氮技术研究论文

　　摘要：随着城市化进程的不断加快，近年来我国污水处理领域取得了较为长足的发展成果，污水处理厂尾水的处理也开始成业界关注的焦点，近年来相关研究的大量涌现也能够证明这一认知，基于此，本文围绕电化学脱氮技术在污水处理厂尾水处理中的应用开展了试验探究，证明了电化学脱氮技术的尾水处理能力，并通过电化学脱氮技术污水处理厂尾水处理成本计算直观说明了该技术的实际应用价值，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

污水处理厂尾水电化学脱氮技术研究论文

　　关键词：污水处理厂；尾水；电化学脱氮技术

　　1试验材料与方法

　　1.1试验用水与试验装置

　　试验选择了某地应用Unitank工艺的污水处理厂排放口出水，该污水处理厂出水水质执行国家二级标准、处理规模为4×104m3d-1，表1为该污水处理厂尾水水质。试验采用了由PE材质制作的510mm×810mm×910mm尺寸装置，该装置采用电位在1.6~1.8V的自制多元金属氧化物涂层钛基质平板电极作为内部电极，阴阳极板间距为5cm，极板间装填由活性炭和含有银、铜、铁、锰等等金属固体颗粒组成的催化填料。

　　1.2试验方法

　　试验过程处理水量为5~10m3d-1，开展连续运行以满足试验需要，为保证试验结果受到吸附作用影响，试验装置在未通电前需先用原水浸泡催化颗粒填料（极板间），试验正式开始后需接通试验装置电源并通过调节使输出电压（稳压直流电源）达到预定值，在通过水泵和流量计后，试验用尾水将注入催化电氧化反应器，由此定时取样并开展TN去除效果分析，即可验证电化学脱氮技术应用效果。

　　1.3水质指标分析及方法

　　试验采用2009年中国环境科学出版社出版的《水和废水监测分析方法》中记载的污水水质指标及测定分析方法，采用纳氏试剂光度法进行氨氮的测定、HACHCOD快速测定仪（HACHDR-200型）用于COD测定、酚二磺酸光度法用于NO3--N测定、过硫酸钾分光光度法用于TN测定，YSI、HANA、WTW传感器负责DO、ORP、pH的在线连续监测，YSI-Pro2030DO型号的便携式多参数水质分析仪用于电导率检测，酸碱指示剂滴定法负责碱度测定、气相色谱－质谱联用仪负责有机污染物测定。

　　2试验结果与探讨

　　2.1电流密度影响

　　结合试验结果，笔者首先就电化学脱氮技术应用中电流密度带来的影响展开分析，分析以TN去除效果为依据，试验过程中pH值为6.0左右、尾水进水流量为6m3d-1，尾水的TN含量则处于23.5~27.1mgL-1区间，每12h取样一次、连续运行5d，图1为电流密度影响示意图。结合图1开展分析不难发现，在反应器极板电流密度为10.67mAcm-2、16.00mAcm-2、32.67mAcm-2、63.33mAcm-2时，TN去除效果存在明显差异，其中16.00mAcm-2时TN去除率为33.0%，63.33mAcm-2时去除率则为53.2%，TN去除效果总体上呈现出随阳极电流密度增。

　　2.2水力停留时间影响

　　在进水pH值处于6.25~7.02区间、进水TN平均值为26.40mgL-1、电流密度为32.67mAcm-2时开展试验，试验主要围绕15、30、60、90min的水力停留时间展开，随着水力停留时间的增大，电化学脱氮技术TN去除效果提升明显，这种情况的出现是由于电化学脱氮技术去除尾水中TN并非是一个瞬间过程，TN的去除需要一定时间，而随着水力停留时间的延长，固体催化颗粒填料与尾水中污染物质的接触更为充分，电场中的停留时间也因此大幅延长，这些便使得水力停留时间的延长最终提升了电化学脱氮技术TN去除率，TN的氧化分解可能性增强是这种情况出现的最本质原因。但值得注意的是，虽然延长水力停留时间可保证电化学脱氮技术更好发挥自身TN去除效果，但如果水力停留时间超过一定限值，副反应加剧情况很容易因此出现，电化学脱氮技术的电流效率也会因此降低，水力停留时间超过1h后TN去除率的变化放缓便与副反应加剧存在直接联系，因此试验最终确定了30min为最佳水力停留时间。

　　2.3相关探讨

　　结合上述试验不难发现，在应用电化学脱氮技术的某地污水处理厂尾水处理中，26.40mgL-1的进水TN平均值、6.25~7.02区间的进水pH值、32.67mAcm-2的反应器极板电流密度、30min的水力停留时间可保证电化学脱氮技术最大化自身效用发挥，其NH3-N去除率可达54.9%，而NO3--N的去除率则能够达到72.8%，由此可见电化学脱氮技术在污水处理厂尾水总氮去除方面具备的优异表现，而结合上述参数开展试验，可发现电化学脱氮技术的应用成本主要为电能消耗，每1m3污水处理厂尾水的电化学脱氮技术处理耗电为0.3kWh，且这一过程可脱去0.018kg的尾水中TN，因此污水处理厂尾水TN的处理耗电为16.7kWh/kg，相较于离子交换脱氮、生物脱氮等技术，电化学脱氮技术的污水处理厂尾水TN处理具备运行费用低、效率高、方法简单、运行温度特点，电化学脱氮技术应用价值得到了更为直观证明。此外，电化学脱氮技术开展的尾水处理还具备出水水质偏中性、无须调节反应器进水pH值、可实现低C/N条件下的高效脱氮等特点，这些均能够较好证明电化学脱氮技术具备的较强尾水处理能力。

　　3结论

　　综上所述，电化学脱氮技术可较好服务于污水处理厂尾水处理，在此基础上，本文涉及的试验用水与试验装置、试验方法、水质指标分析及方法、电流密度影响、进水pH值变化影响、水力停留时间影响等内容，则提供了可行性较高的电化学脱氮技术应用路径，而为了更好发挥该技术效用，围绕生物电化学技术、BES脱氮反应器开展的相关研究必须得到重视。

　　参考文献

　　[1]蒋沁芮,杨暖,吴亭亭,李大平.生物电化学脱氮技术研究进展[J].应用与环境生物学报,2018,24(02):408-414.

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