铁碳微电解法对沼液处理效果试验研究

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1、第33卷第11期可再生能源Vol.33No.112015年11月RenewableEnergyResourcesNov.2015铁碳微电解法对沼液处理效果试验研究1123刘庆玉，魏欢欢，包震宇，南秀杰（1.沈阳农业大学工程学院，辽宁沈阳110161；2.辽宁省环境科学院，辽宁沈阳110161；3.抚顺市新抚区环境监理站，辽宁抚顺113008）摘要：通过曝气振荡的铁碳微电解试验，研究活性炭对铁碳微电解处理过程的影响及铁碳微电解处理沼液的性能，以期确定体系最佳运行参数，探讨对沼液NH-N，COD，PO3--P的去除效果。试验结果表明：活性炭对34低浓度沼

2、液有一定的吸附性能，但经循环吸附达到吸附稳定的活性炭在铁碳微电解体系中对沼液的去除效果很弱，去除率均小于3%，其影响可忽略不计；相较于沼液原液，铁碳微电解对稀释一倍沼液的COD，NH3-N，PO3--P3-4具有较强的去除效果；分别在20，25，15℃时对沼液原液COD，NH3-N，PO4-P的去除率达到吸附浓度的最大值；反应基本均在120min达到稳定状态；pH值为3时，COD，NH-N，PO3--P的去除率相对处于最佳状34态；Fe/C质量比为1∶1时，PO3--P4和NH3-N去除率分别高达63.19%和20.41%，当Fe/C为3∶1时，CO

3、D去除率高达35.06%。关键词：沼液；活性炭；铁碳微电解；吸附浓度；去除率中图分类号：TK6；S216.4文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）11-1717-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.11.0200前言解处理技术有助于解决铁屑结块对反应床堵塞等[15]随着沼气工程在技术水平和规模上的不断发问题，并可提高处理效率。本试验采用曝气振荡展，沼液还田技术由于自身的局限性已无法及时的铁碳微电解技术，研究活性炭对铁碳微电解处消纳大量的沼液。猪场废水含有的有机污染物浓理过程的影响及铁碳微电解处理

4、沼液的性能，探3-度极高，厌氧消化后的沼液仍属高浓度有机废讨对沼液NH3-N，COD，PO4-P的去除效果，寻找[1]水。要实现难降解废水的有效处理，必须采用先最适试验条件，为沼液达标排放的前端处理技术[2]~[4]进的预处理技术。在众多预处理技术中，铁碳研究提供理论指导与实验支撑。微电解技术被认为是有效、廉价、绿色的预处理技1材料与方法[5]~[8]术，是大多数高浓度难降解废水预处理的首选1.1试验材料[9]~[12]技术。微电解技术是将具有不同电极电位的供试沼液来自沈阳市某养殖场，静置12h后金属或非金属直接浸泡在污染废水中，发生电池取上清液进行

5、水质分析。试验过程中分别以铁粉效应而形成无数微小的腐蚀原电池，使废水中的和活性炭为电极原料。采用NaOH和HCl调节溶电解质污染物通过氧化还原反应，金属阳极被腐液的pH，所用药剂均为分析纯。沼液原液理化性蚀而消耗，同时电化学腐蚀反应又会引发一系列质如表1所示。连带协同作用：吸附、絮凝和沉淀作用，铁碳微电表1沼液原液理化性质解法去除污染物是多种作用综合效应的结果[13]。Table1ThephysicochemicalpropertiesofbiogasslurryCODNH-NPO3--PCa2+Mg2+沼液中存在大量带负电荷的胶体，由于碳酸盐体34

6、pHmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L系平衡的存在使其具有较强的缓冲性能，一般方7.5139751063.970.1641.54[14]法很难破坏其电荷平衡。然而，运用铁碳微电解技术处理沼液的研究报道较少，其可行性有待研1.2试验装置究。采用水浴摇床振荡并控制温度，曝气装置控根据以往学者的经验，采用动态床铁碳微电制曝气量，在烧杯中进行模拟试验，调节其pH收稿日期：2015-05-03。基金项目：国家重大专项（2012ZX07202-010）。作者简介：刘庆玉（1967-），男，教授，博士生导师，主要从事可再生能源开发与利用方面的研究工作。E-m

7、ail：qyliu@126.com通讯作者：南秀杰（1961-），女，高级工程师，主要从事环境监理方面的研究工作。E-mail：fsnwlgr@163.com·1717·可再生能源2015，33（11）值，通过微电解破坏胶体特性，进而达到分离的目2结果与讨论的。铁碳微电解装置示意图如图1所示。2.1活性炭对铁碳微电解处理沼液的影响铁碳微电解反应器2.1.1活性炭对沼液的吸附在铁碳微电解填料加入烧杯的初期，活性炭的吸附起主要作用，当活性炭达到吸附饱和后，铁[13]曝气碳微的电解成为主导作用。图2~4为活性炭对装置3-沼液PO4-P，NH3-N和COD吸

8、附试验的结果。图1铁碳微电解装置示意图54.5Fig.1Schematicdiagramofiron-car