三维电极处理头孢类制药废水的应用研究

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复极性三维电极是处理难生物降解有机废水的一种有效的治理技术。以活性碳粒为基体制成的OFR(氧化絮凝复合床)作为复极性三维电极填充粒子是本实验室研究发明的专利,已经推广应用到废水处理的很多方面,例如在处理皮革废水、洗衣废水、油墨废水等中都取得了很好的应用。现在已经向制药废水处理推广应用。本文是以OFR粒子在制药废水应用中出现问题为基础进行的应用研究。本文主要分三个部分: 1、OFR粒子失活原因的探索。首先是对现场取回的失活OFR粒子进行物相检测(包括SEM、X射线电子能谱等方法),找出粒子失活的原因为粒子上的活性成分MnO2的流失;然后根据检测结果进行对比实验,获得了制药废水的pH变化过大是造成OFR粒子上MnO2流失的主要原因这一基本结论。 2、OFR粒子最佳运行条件的探索。本文选择了OFR粒子应用于一般废水处理中影响较大的因素进行研究,包括电压、反应时间、电解质含量、pH值等。通过实验可以得出初步的结论: (1)对于电压的选择,按本实验反应装置的三维电极反应器规格:45 mm×11mm×63mm来说,15V是较合适的实验电压,可以取得相对较好的结果。 (2)对于反应时间的控制,30min的反应时间较为合适,既可以到达相对满意的反应结果,又从一定程度上降低了经济成本。 (3)对于pH的控制,由于在酸性条件下,OFR粒子的活性成分MnO2会流失,降低其催化活性;碱性太强会增加经济成本,而且容易造成反应电流过大,增大反应操作装置的危险性、耗费电能。综合的实验结果表明,在实际使用中,宜采用pH≈8.5的条件,可以取得相对满意的结果。 (4)电解质的控制,由实验结论表明电解质的含量越大对于OFR粒子的使用运行越不利,而且增加旁路电流,降低实际电流效率,同时增加处理成本,所以在实际应用中应尽量避免盐类等电解质的引入。 通过上述OFR运行参数改善之后,并在工业化实际反应装置中顺利运行。由监测数据表明:废水的COD去除率经一周后稳定于20%左右:从2008年7月3日起彻底解决了改造前,废水COD去除率会不断降低的严重问题,并至今将近一年稳定运行,COD的去除率也一直保持在20%左右。 3、在以上研究的结果基础上,并根据实际应用中催化剂清洗仍比较耗时麻烦的问题,本文又做了膨化床和悬浮床的探索研究,并自制一批料进行模拟废水处理研究,验证其合理性,以期能弥补以上所述方法的缺点。
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