三维电极-铁碳微电解复合工艺处理垃圾渗滤液的动静态试验对比研究

第16卷第29期2016年10月1671—1815(2016)29-0325-05科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.16No.29Oct.2016©2016Sci.Tech.Engrg.三维电极-铁碳微电解复合工艺处理垃圾渗滤液的动静态试验对比研究王構樘吴勇**卓勇王辉涛(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都610059)摘610059)摘要探索三维电催化微电解集成设备、利用三维电催化微电解技术，以国际公认的难处理废水垃圾滲滤液为预处理对象，通过动态、静态单因素试验，分析三维电催化微电解集成设备预处理前后，滲滤液中C0Z)、氨氮和色度三项指标的变化。从电解电压、极板正负交换周期、曝气量、滲滤液流量和电解时间5种影响因子角度，分析并确定试制的集成设备最佳运行条件，达到为后续处理工艺减轻压力，降低单位废水量的处理成本，降低污染等目的。试验结果显示电压梯度在25~30V25~30V时、极板正负交换周期控制在30s30s、曝气总量梯度在2000L/h2000L/h、流量控制在30L/h30L/h、电解时间90min90min左右时，C0Z)C0Z)去除率可达4141%、氨氮去除率可达2424%、色度去除率可达6060%，系统对污染物去除率较高。关键词关键词三维微电解铁碳电极垃圾滲滤液动静态试验去除效果中图法分类号X703.1;文献标志码B中图法分类号X703.1;文献标志码B三维微电解技术自20世纪70年代问世以来，其运行成本低廉、不易二次污染、处理费用经济等优势，在污水处理中逐渐显示出较大应用潜力[1’2]。三维电极技术相比二维电极具有电流效率高、电流利用率高且能耗低等优点。该工艺融合了表面催化、氧化还原、动态吸附等反应过程，可有效破坏污染物分子结构[3]，产生更多Fe2+与Fe3+、促进絮凝沉淀[4]，达到污水净化效果。“电极填料”是将传统二维电极转化为三维电极的关键，二维电极板通电后两极存在电势差，利用静电感应原理促使装填的电极材料带电，与原有二维电极形成电势差，成为“第三极”[5]。当前微电解技术处理生活、工业废水通常采用铁碳组合作为第三极填料以增强处理效果，铝碳和铁铜填料组合也较为常见[M]。以废旧铁屑和碳粒原料制作的三维电催化微电解集成设备，利用铁碳较大的氧化还原电位差形成微原电池，通过电化学还原、絮凝和吸附等综合作用，协同促进污水净化[8’9]。试验采用自行设计研制三维电极-铁碳微电解装置，通过动态和静态单因素试验，以四川省成都市长安垃圾填埋场的渗滤液为研究对象，分别分析电20162016年5月2121日收到四川省科技支撑计划（2011G202452011G20245)资助第一作者简介:王檬撞（1986—1986—），女，博士研究生。研究方向：水文水资源。E-mail:492665lE-mail:492665l〇8@qq.com8@qq.com。*通信作者简介:吴勇（1966—1966—），男，教授、博士生导师。研究方向:地下水资源、地下水的脆弱性与地下水有关的生态系统以及放射性核素迁移地球化学等。E-mail:ywu@cdut.edu.cnE-mail:ywu@cdut.edu.cn。解电压、正负交换周期、曝气量、流量、电解时间对色度、COD、氨氮三个指标处理效果的影响，探讨了该复合装置运行的影响因素与最佳反应条件，为三维电极-铁碳微电解复合工艺处理垃圾渗滤液提供相应基础资料与理论依据，以服务于垃圾渗滤液预处理的工程实践。1试验方法与设置试验污水来自四川省成都市长安垃圾填埋场，各污染指标初始值见表1。该垃圾渗滤液中色度、cao、氨氮值远超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002)所规定的污染物限值。表1试验用垃圾渗滤液指标Table1Pollutionvalueoflandflllleachate表1试验用垃圾渗滤液指标Table1Pollutionvalueoflandflllleachate水质指标浓度C〇〇Cl20000-30-30000mg•Lmg•L1nh4+-n17000-21000mg•Lnh4+-n17000-21000mg•L_1色度120~180~180倍i.i试验方法试验方法l.i.i静态单因素试验试验铁碳填料体积比为1:1，将污水直接注入三维电极-铁碳微电解槽中，污水液面控制在填料床上2~4cm。采用逆流曝气方式，每组试验进行的过程中待装置稳定的运行50min后于出水口取样分析。采用单因素试验，考察电压、曝气量、电源正负极交换周期、电解时间分别对污水处理效果的影响。试验时仅改变其中一个影响因子取值，并保持326科学技术与工程16卷其余三个影响因子值不变，研究该因子对系统运行的处理效果影响。重复上述步骤，以