摘要
工业污水是导致水体污染的重要来源。工业废水组分繁杂，许多污水含有有毒物质，污水中难降解污染物的去除是污水治理的关注重点。铁碳微电解法具有电极反应、氧化还原、吸附絮凝、共沉等作用，可有效地去除水中难降解有机物，提高污水的可生化性。本文重点研究铁碳微电解反应器的性能，对其工艺参数进行优化，并进行反应动力学的研究。 采用烧结成型的铁碳填料构建了塔式反应器，通过人工配水研究了铁碳微电解系统的氧化与还原能力，运用单因素法及正交法考察了各个因素对铁碳微电解系统处理效果的影响，得到最优的工艺参数：即进水pH为3，气水比3:1，反应时间为120分钟，铁碳填料填充量为600g/L，COD去除率为30.6%，并确定了铁碳微电解系统降解COD的过程为一级反应动力学。为了研究铁碳微电解反应器的稳定性，设计连续流试验，确定连续运行72小时内，去除效果较稳定，72小时后，COD去除率开始下降。此外，针对铁碳填料进行使用周期及再生性能的研究。实验表明，铁碳填料稳定性良好，重复利用10次以上，去除COD的效果依然可以维持在28%以上。对于板结的铁碳填料，用稀盐酸和超声波水浴仪进行再生。再生后的填料基本恢复活性，降解COD的效率平均维持在30%以上。 在确定了铁碳微电解系统最优工艺条件下，设计铁碳微电解系统与芬顿法联用，构建组合工艺，进一步考察其对水中COD的去除效果。经过多次试验，优化后的工艺参数为：铁碳微电解系统进水 pH为3，气水比3:1，反应时间为120min，铁碳填料填充量为600g/L。芬顿系统进水调试pH至4，H2O2投加量为15mL/L，反应时间75min，沉淀pH值为9，沉淀时间60min。在此条件下，COD去除率可达到67%。通过比较试验，确定铁碳微电解-芬顿组合法的处理效果要高于铁碳微电解法，处理后废水的 B/C值从初始0.15提升到0.37。 最后考察铁碳微电解系统的还原能力，采用单因素法处理含NO3-废水，得出最优工艺：在不考虑铁碳比的情况下，气水比3:1，进水 pH为3，反应时间120min，铁碳填充量为450g/L，NO3-初始浓度为300mg/L。并研究其稳定性，确定连续运行48h内，还原性能保持稳定。
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