高郵mbr一體化污水處理設(shè)備安裝調(diào)試

.2 儀器和試劑

好的去除率，但只可去除一部分，也是將污染物從液相轉(zhuǎn)移到固相，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)降解，所以一般用于印染廢水的預(yù)處理。

　　對(duì)于廢水中難降解性有機(jī)物的處理，當(dāng)前世界主流技術(shù)是以氧化自由基為主的高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)，包括濕式氧化、超臨界水氧化、芬頓氧化、光催化氧化、臭氧氧化、等離子體技術(shù)等，雖然它們的反應(yīng)機(jī)理不相同，但都主要通過(guò)產(chǎn)生羥基自由基來(lái)氧化有機(jī)物，并將之礦化成二氧化碳和水。

　　多綜合功能被慢慢掌握。等離子體反應(yīng)器中不僅會(huì)有多種產(chǎn)生羥基自由基的方式，如光催化、芬頓反應(yīng)、還有高溫?zé)峤鉀_擊波、汽蝕、各種活性基團(tuán)(含氧基團(tuán)、水合電子、氨氮類自由基、過(guò)氧亞硝酸根離子等)的綜合效應(yīng)來(lái)降解有機(jī)物，并且這些反應(yīng)表現(xiàn)出良好的兼容性，還能通過(guò)和催化劑、吸附劑等聯(lián)合來(lái)提高降解效率，且沒(méi)有二次污染。因此研究等離子體處理印染廢水工藝具有重要的意義。

　　1、等離子體處理印染廢水反應(yīng)器

　　1.1 電暈放電反應(yīng)器

　　利用脈沖電暈放電使有機(jī)染料褪色，通過(guò)靜電火花間隙開關(guān)，使用一個(gè)電容器(1nF)放電電路產(chǎn)生高壓脈沖。峰值電壓和重復(fù)頻率分別為14~18kV和170~600Hz。反應(yīng)器有兩個(gè)部分，即靜電霧化部分和電暈放電部分。靜電霧化部分由皮下注射針噴嘴和環(huán)形電極組成。噴嘴電極和環(huán)形電極分別連接到直流電源和地電極。噴嘴的外徑為0.53mm，接地環(huán)形電極的內(nèi)徑為30mm。噴嘴和環(huán)形電極之間的距離為15mm。電暈放電部分由方形的線電極(1×1mm2)構(gòu)成，該電極放置在不銹鋼網(wǎng)(2×2mm2)圓柱電極的中間，電極分別連至脈沖電源和地電極。網(wǎng)狀圓柱電極的垂直高度為60mm，反應(yīng)器(有機(jī)玻璃管)的長(zhǎng)度和內(nèi)徑分別為200和45mm。通過(guò)微加料器以6.3mL/min的速率添加染液。以2mL/min的速率從反應(yīng)器的頂部注入氣體。

　　通過(guò)多針-板高壓電暈放電使偶氮染料(酸性橙7，AO7)脫色，反應(yīng)系統(tǒng)由一個(gè)脈沖高壓源和一個(gè)反應(yīng)容器組成。使用0~50kV可調(diào)直流電壓源、電容器、可調(diào)修剪電容和旋轉(zhuǎn)火花間隙開關(guān)產(chǎn)生脈沖高壓。脈沖上升時(shí)間小于100ns，脈沖寬度小于500ns。反應(yīng)容器由一個(gè)樹脂玻璃圓柱(內(nèi)徑100mm，長(zhǎng)度265mm)組成。圓柱的中間有多針-板電極，其能夠在針的產(chǎn)生正流注電暈放電，陽(yáng)極針和平板電極之間的距離為25mm。7個(gè)針構(gòu)成的陽(yáng)極中，1個(gè)針位于中間，其他的6個(gè)針在周圍進(jìn)行均勻圓周分布，其圓周半徑為20mm，并使用樹脂盤進(jìn)行固定。每一個(gè)針由不銹鋼針頭構(gòu)成，硅酮絕緣層包裹著伸出的針尖，針尖只從絕緣層中伸出1mm的長(zhǎng)度。接地平板電極由90mm直徑、1.5mm厚度的不銹鋼圓盤構(gòu)成。

　　在利用電暈放電反應(yīng)器降解甲基橙、天空藍(lán)、羅丹明染料廢水，實(shí)驗(yàn)裝置由脈沖高壓電源和反應(yīng)器組成。用蠕動(dòng)泵以100mL/min的流速使總體積為300mL的染料溶液循環(huán)通過(guò)反應(yīng)器。反應(yīng)器容器包含一個(gè)環(huán)形電極幾何體系，在有機(jī)玻璃圓柱體的中心放置一個(gè)不銹鋼環(huán)(厚度0.5mm，直徑6mm)(內(nèi)徑53mm，長(zhǎng)度50mm)用于在水中產(chǎn)生脈沖流光電暈放電。接地電極為不銹鋼圓柱體(直徑50mm，長(zhǎng)度30mm)。對(duì)環(huán)形電極施加正的脈沖電壓。帶有旋轉(zhuǎn)火花隙開關(guān)的電源用于產(chǎn)生高壓脈沖。存儲(chǔ)電容器的脈沖電壓幅度，脈沖頻率和電容分別為0~30kV，25Hz和6nF。

　　1.2 介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器

　　高郵mbr一體化污水處理設(shè)備安裝調(diào)試利用介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器降解亞甲基藍(lán)，石英制圓柱形反應(yīng)器管內(nèi)徑為19mm，長(zhǎng)度為210mm。在外部電極上涂上銀膏，長(zhǎng)度為100mm。內(nèi)電極是由不銹鋼燒結(jié)纖維制成的直徑為16mm的圓柱體。含有染料的溶液通過(guò)蠕動(dòng)泵循環(huán)，并在內(nèi)部電極的表面上作為薄膜流動(dòng)，經(jīng)過(guò)頂部的多個(gè)孔。通過(guò)反應(yīng)器的上蓋引入空氣或氧氣，通過(guò)質(zhì)量流量控制器調(diào)整流量。氣體和溶液通過(guò)底部的管道離開反應(yīng)器。管道可以放置在溶液儲(chǔ)存器的頂部，也可以放在底部以使氣體通過(guò)溶液，從而使放電中產(chǎn)生的臭氧與溶液儲(chǔ)存器中的染料分子反應(yīng)。放電以脈沖模式運(yùn)行。內(nèi)電極以高電壓連接，外電極接地。負(fù)極性的直流高壓發(fā)生器為1nF的電容充電，隨后通過(guò)在自擊穿模式下工作的火花隙開關(guān)進(jìn)行放電。

　　使用浸沒(méi)在水中的氣相介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器降解偶氮染料橙色I(xiàn)I過(guò)程中，反應(yīng)器容器包含有污水，其內(nèi)徑為90mm，長(zhǎng)度為200mm。浸在污水中的介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器包含一個(gè)石英管和一個(gè)9mm的銅棒，石英管的內(nèi)徑和外徑分別為22和25mm。有效值為13.4~23.3kV的交流高壓被施加到銅電極上，污水和地電極相連接。污水是導(dǎo)電的，它可以將地電極延伸到石英管的表面。在銅電極和石英管的內(nèi)表面發(fā)生放電，在該空間內(nèi)產(chǎn)生臭氧和紫外線。流經(jīng)該區(qū)域的氣體為空氣或者氧氣。

　　混合氣液介質(zhì)阻擋放電降解茜素紅(AR)，實(shí)驗(yàn)裝置主要由交流高壓電源和電抗器組成。反應(yīng)容器為內(nèi)徑為100mm的夾套石英圓柱體。高壓電極由9根直徑為1mm的銅線組成，每根銅線用一端密封的石英管覆蓋，壁厚為0.5mm。一端密封的石英管全部插入溶液中約10mm深，然后均勻分布在水面上。這些銅電極從石英管的另一端伸出，全部連接到高壓電源。該溶液直接用作接地電極。水處理的輸入功率由電壓調(diào)整器調(diào)整。通過(guò)在外護(hù)套中運(yùn)行冷卻水，將溶液的溫度保持在室溫(300±2K)。AR溶液由分析純的AR和蒸餾水配制而成，水溶液的體積為200mL。通過(guò)加入KCl控制溶液的電導(dǎo)率，并通過(guò)加入NaOH或HCl(其通過(guò)pH計(jì)(PHS-3C)測(cè)量)來(lái)調(diào)節(jié)其pH值。放電氣體可以通過(guò)鼓泡不同的氣體(如空氣，氮?dú)饣蜓鯕?來(lái)改變。

　　JB-2型恒溫磁力攪拌器;PHSJ-4A數(shù)顯pH計(jì);分析天平;分析純30%H2O2;分析純FeSO4·7H2O;分析純NaOH;分析純。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)方法

　　常溫條件下，取4-AA廢水1000mL置于2L燒杯中，用98%H2SO4調(diào)節(jié)廢水pH值至酸性，依據(jù)實(shí)驗(yàn)需要分別投加一定量的FeSO4·7H2O和30%H2O2，在磁力攪拌器上反應(yīng)一定時(shí)間，然后用30%NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水pH值至中性，靜置一段時(shí)間后取上清液測(cè)定出水COD濃度。

　　1.4 檢測(cè)方法

　　色度：稀釋倍數(shù)法(GB11903-89);pH：PHSJ-4A數(shù)

以看出，廢水初始pH值過(guò)低時(shí)處理效果很差，隨著初始pH值的不斷升高，COD去除率也在不斷上升。當(dāng)廢水初始pH值為3.5時(shí)，出水COD，COD去除率達(dá)到值為50.04%;繼續(xù)提高廢水的初始pH值，COD去除率反而下降。這是因?yàn)閜H值過(guò)低時(shí)，·OH生成量較小，氧化效果差。如果pH值過(guò)高，F(xiàn)e2+在堿性條件下形成了氫氧化物沉淀，從而失去催化性能，也不利于·OH的生成。因此，確定廢水反應(yīng)初始pH值為3.5。

　　2.2 H2O2投加量不同對(duì)COD去除率的影響

　　調(diào)節(jié)廢水pH=3.5，投加FeSO4·7H2O為2g/L，改變H2O2投加量，反應(yīng)時(shí)間2h，研究不同H2O2投加量

顯pH計(jì);COD：重鉻酸鹽法(HJ828-2017);BOD5：稀釋與接種法(HJ505-2009)。

　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1 不同初始pH值對(duì)COD去除率的影響