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近年来,反渗透工艺在中水回用、海水和苦咸水的脱盐、废水处理,以及化学、食品、制药等工业中的分离等领域的应用日益普遍。通常反渗透工艺会有25%-50%的浓水产生,其中污染物的浓度将达原水的4-20倍,这会对环境造成很大的危害,尤其是其中的有机污染物,因此反渗透浓水的处理逐渐成为非常严峻的环保问题。现有的处理工艺大多针对反渗透浓水中的盐度,针对有机物去除的研究很少,且由于反渗透浓水中含盐量较高,采用普通的生物方法和常规的物化方法难以致效,因此探索高效的处理方法达到浓水中的有机物的达标排放极其必要和紧迫。
本文针对某钢铁厂反渗透浓水,充分利用该废水含盐高、导电性好的特点,探索电化学氧化氧化和三维电极工艺处理的可行性。考察并优化了各工艺参数,并初步进行了机理分析,为其在反渗透浓水处理中的应用提供基础数据。
论文取得以下主要结果:
1.发展了高盐条件下反渗透浓水COD的测定方法。采用硫酸汞掩蔽、减少消解液浓度和闭管回流分光光度法相结合的方法,较系统地优化了测定方法。研究表明在硫酸汞与氯离子比例30:1、重铬酸钾量为3g的条件下,对高氯低COD废水的COD(0-150mg/L)测定误差小于10%。
2.系统比较了BDD电极和Ti/IrO2-Ta2O5、Ti/IrO2-RuO2两种DSA电极电化学氧化处理反渗透浓水性能,重点考察了电流密度和初始pH值等条件对COD去除效果的影响,并对不同电极处理的能耗进行了对比。实验表明反渗透浓水的处理归功于阳极直接氧化和和C1-的间接电化学氧化,但三种电极体系中这两种氧化形式起的作用不尽相同。Ti/IrO2-RuO电极对RO浓水的处理效果与BDD电极接近,且能耗最低,pH适应范围较广,显示了较好的工业化应用前景。
3.初步探索了改良的三维电极工艺处理反渗透浓水的可行性。研究表明,Sn-Sb负载的γ-Al2O3粒子电极的处理效果最好,并且具有良好的表面形貌。考察了Sn-Sb负载的γ-Al2O3作为粒子电极时电流密度和初始pH值对处理效果的影响,并且考察了不同电流密度下的电流效率和粒子电极的稳定性,实验表明粒子电极性质较为稳定,处理效果较好,能够和主电极电化学氧化氧化形成耦合。