摘要: 含酚废水因其毒性大、成分复杂、难降解、COD值高、可生化性差等特点成为世界废水治理中的难题，受到了国内外的广泛关注。在含酚废水的各种处理方法中，电解法具有条件温和、不产生二次污染、绿色环保的优点，被称为21世纪最有发展前景的处理方法之一... 展开 含酚废水因其毒性大、成分复杂、难降解、COD值高、可生化性差等特点成为世界废水治理中的难题，受到了国内外的广泛关注。在含酚废水的各种处理方法中，电解法具有条件温和、不产生二次污染、绿色环保的优点，被称为21世纪最有发展前景的处理方法之一。但是，在电解过程中由于析氢、析氧等副反应产生的气泡附着在电极表面，使得电极利用率降低、电解槽电压升高、能耗增加、传质效率降低。超重力技术所产生的强大离心力能够使析氢、析氧反应产生的气泡快速与电极、电解液分离，从而降低槽电压、提高传质效率、减少反应时间、提高处理效果、降低能耗。本文运用超重力技术强化电解过程进行处理含酚废水的研究，以达到降低槽电压、减少能耗的目的。 本文先对苯酚的降解过程、电极的选择、电极动力学过程、超重力强化电解传质过程、超重力电解设备进行分析，确定了采用铁为阳极，不锈钢为阴极，超重力多级同心圆筒电解装置为设备进行超重力电解含酚废水的实验研究方案。 通过超重力电解含酚废水中超重力因子、电压、电解时间、液体循环流量、苯酚初始浓度对苯酚去除率影响的研究，结果表明，苯酚去除率随着超重力因子的增加先升高后下降，随着电压的增加先升高后平缓，随着电解时间的增加而升高，随着液体循环流量的增加先生高后降低，随着苯酚初始浓度的增加先升高后降低。随后确定了最适宜的工艺参数为：苯酚初始浓度3000mg/L，超重力因子34.48，电压10V，液体循环流量60L/h，电解时间30min。在此工艺条件下，苯酚去除率为26.4%，COD去除率为36.19%；与普通电解相比B/C由0.015提高到了0.17，虽然小于可生化处理(B/C>0.3)的要求，但是可生化性得到了较大的提高。 对于超重力电解含酚废水的动力学研究，结果表明：该反应遵循准一级动力学反应模型，反应速率常数表达式为k=.0exp(663′-.1010393RT)/，反应活化能为10.39×103J/mol。此研究结果为超重力电解含酚废水的实际应用条件提供了理论基础。 为进一步提高废水处理效果，采用电解质强化超重力电解含酚废水，以初始浓度为3000mg/L的含酚废水为对象进行研究。通过不同浓度下，电解质NaCl和Na2SO4对苯酚去除效果的对比，选择NaCl作为支持电解质。通过研究NaCl浓度、超重力因子、电解时间、电压对苯酚去除率的影响。结果表明，苯酚去除率随着NaCl浓度的增加先升高后降低，随着超重力因子的增加先升高后降低，随着电压的增大而增大，随着电解时间的增加而增加。随后确定了最适宜的工艺参数为：电解质浓度0.03mol/L，超重力因子34.48，电压5V，液体循环流量60L/h，电解时间30min。在此工艺条件下处理后得到的苯酚去除率为42.79%，COD去除率为55.81%；与单纯超重力电解相比B/C由0.17提高到了0.31，满足了可生化处理的要求。 对普通电解、超重力电解、电解质强化超重力电解含酚废水三种废水处理工艺进行技术经济分析，结果表明：超重力电解法所需电解时间为普通电解的4/15，所耗电量为普通电解的1/3；电解质强化超重力电解法所需电解时间为普通电解的2/15，所耗电量为普通电解的1/9。电解30min，超重力电解法、电解质强化超重力电解法处理后的苯酚去除率是普通电解的3~6倍，COD去除率是普通电解的6~9倍。 综上所述，超重力技术的使用、电解质的加入，使电解法处理含酚废水的效果得到了提高、电解时间缩短，有望解决电解方法中能耗高、电解时间长的问题，为电解法处理含酚废水提供更为经济有效的技术手段，为超重力电解法的工业化应用提供理论依据和实践基础。 收起