电絮凝法预处理船舶生活污水研究

第４７卷第３期２０１８年３月应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ．４７Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１８收稿日期：２０１７０５３１修改稿日期：２０１７０７０９作者简介：牛庆林（１９９１－），男，山东聊城人，武汉大学在读硕士，师从曹顺安教授，主要从事电厂化学方面的研究。电话：１８７１７１６１３９１，Ｅ－ｍａｉｌ：ＮＱＬ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ电絮凝法预处理船舶生活污水研究牛庆林，曹顺安（武汉大学动力与机械学院，湖北武汉４３００７２）摘要：以铝板为阳极进行电絮凝试验，研究电流密度、电解时间、污水ｐＨ等对电絮凝的影响，并分析最佳工作条件。结果表明，电流密度为６ｍＡ／ｃｍ２，电解时间９ｍｉｎ，污水ｐＨ为６～８，是去除浊度的最佳工作条件。各影响因素下，电絮凝出水铝残留量、总余氯量、ｐＨ变化量、电导率变化量等不会对后续生化处理产生不利影响。关键词：电絮凝；预处理；船舶生活污水中图分类号：ＴＱ１５０．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１８）０３－０５４１－０４ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｈｉｐｓｅｗａｇｅｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮＩＵＱｉｎｇｌｉｎ，ＣＡＯＳｈｕｎａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈａｌｕｍｉｎｕｍａｎｏｄｅ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ａｎｄｐＨｏｎｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｗａｓ６ｍＡ／ｃｍ２，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓ９ｍｉｎ，ｐＨｗａｓ６～８，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｕｒｂｉｄｉｔｙｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍｒｅｓｉｄｕｅ，ｔｏｔａｌｒｅｓｉｄｕａｌｃｈｌｏｒｉｎｅ，ｐＨｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｅｆｆｌｕｅｎｔｗｏｕｌｄｎｏｔｂｅｈａｒｍｆｕｌｔｏｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔａｌｌｆａｃｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｓｈｉｐｓｅｗａｇｅ船舶生活污水不经处理即排放入海，会导致海洋环境污染，因而必须处理。目前船舶生活污水处理系统多采用生化工艺系统，即污水经预处理去除悬浮固体后，经生化处理达标并排放。预处理工艺主要是自然沉降或化学絮凝，但因设备体积庞大或需随船携带大量化学药剂等而不适用于船舶环境［１］。电絮凝法所需设备体积小、操作简易、不需携带化学药剂［２］，絮凝效果优于化学絮凝［３］，非常适用于船舶环境。以铝阳极为例，电絮凝过程中发生的反应主要有［４６］：阳极：主反应Ａｌ＝Ａｌ３＋＋３ｅ－Ｅｏ＝－１．６６２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）副反应２Ｈ２Ｏ＝Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ－Ｅｏ＝＋１．２２９Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）Ｃｌ－＋Ｈ２Ｏ＝ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋２ｅ－Ｅｏ＝＋１．４８２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）阴极：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－＝Ｈ２＋２ＯＨ－Ｅｏ＝－０．８２８Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）因此，将电絮凝作为好氧生化处理的预处理工艺，需要考察其是否会对后续生化处理产生不利影响。本文以铝板为阳极，进行电絮凝处理模拟船舶生活污水试验，研究电流密度、电解时间、污水ｐＨ等对浊度去除率、铝残留量、总余氯含量、ｐＨ变化量、电导率变化量等的影响，以浊度去除率为依据分析电絮凝最佳运行条件，并分析出水水质与影响因素间的关系。１实验部分１．１原料与仪器葡萄糖、尿素、氯化铵、磷酸二氢钾、氯化钠均为分析纯；牛肉膏、蛋白胨均为生物试剂级；高岭土，化学纯；自来水。ＫＸＮ６０１０Ｄ型直流稳流稳压电源；科尔８５２型磁力搅拌器；哈希２１００Ｐ便携式浊度仪；哈希ＨＱ３０ｄ便携式ｐＨ计；哈希袖珍比色计ＩＩＣａｔ．Ｎｏ．５８７００００余氯测定仪（ＣＬ）；普析ＴＵ１９０１双光束紫外可见分光光度计。应用化工第４７卷１．２试验装置图１是试验装置示意图，电絮凝池是１０００ｍＬ烧杯，烧杯底部放置磁力搅拌子。阳极是高纯铝板，阴极是高纯钛板，尺寸１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ，试验过程中电极被１０００ｍＬ废水淹没，电极反应面积为１００ｃｍ２。试验采用直流稳流稳压电源、磁力搅拌