不同電極材料電—生物耦合技術(shù)降解偶氮染料廢水對比研究.pdf

1、偶氮染料廢水具有水量大、分布面廣、水質(zhì)變化大、有機毒物含量較高、成分復雜且難降解等特點，是很難處理的工業(yè)廢水。傳統(tǒng)的生物處理法處理效率低、剩余污泥量大、水處理藥劑用量大、運行費用高。因此，研究高效低費的染料廢水處理方法具有重要意義。
　　采用三種不同陽極材料的電-生物耦合水解-接觸氧化工藝處理活性艷紅X-3B染料模擬廢水。通過對比各工藝處理效果的差異，確定最佳陽極材料，研究不同陽極材料的電-生物耦合工藝處理染料廢水的作用機理。對比

2、生物水解-接觸氧化工藝，研究電場對微生物的影響。
　　各工藝對應反應器幾何尺寸相同，水解反應器水力停留時間12h，接觸氧化反應器7.95h。三個電-生物耦合水解反應器分別以炭氈、鋁皮、鐵皮為陽極，陰極均為石墨柱，各反應器內(nèi)均放置生物膜載體填料。電-生物耦合水解試驗電流密度分別為0.024、0.048、0.071mA·cm-2。
　　試驗表明，鐵陽極電-生物耦合工藝對偶氮染料廢水有較好的處理效果。而且鐵皮這種電極材料在市場上很

3、常見，價格較便宜。因此鐵陽極是電-生物耦合工藝較好的陽極材料;鋁陽極電-生物耦合工藝對染料廢水有一定的處理效果，但是鋁陽極在電解過程中容易鈍化，使鋁陽極的有效面積減小;炭氈自身電阻較大，容易堵塞，需要頻繁清洗，操作難度加大，而且會使反應器內(nèi)的生物量減少，不利于微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定。
　　原水染料濃度為36.03-56.17mg·L-1，當電流密度為0.071mA·cm-2時，鐵陽極電-生物耦合工藝對染料濃度平均玄除率為98.40％，色

4、度的平均去除率為87.46％，CODCr的平均去除率為77.64％，鋁陽極電-生物耦合工藝的平均去除率分別為70.83％、72.35％、66.41％，炭氈陽極電-生物耦合工藝的平均去除率為73.04％、63.38％、49.10％;生物法的處理效果較差，平均去除率分別為26.78％、24.09％和49.19％。電-生物耦合工藝對氨氮的去除效果不如生物工藝，電流密度為0.071mA·cm-2時，炭氈陽極電-生物耦合工藝的去除率為57.45％

5、，鋁陽極和鐵陽極電-生物耦合工藝的去除率分別為45.37％、38.19％，生物工藝的平均去除率為75.79％。
　　生物膜電鏡掃描結(jié)果表明，電場對微生物有促進作用，電-生物耦合工藝各反應器中的生物膜結(jié)構(gòu)較復雜，微生物數(shù)量較多，生物相更豐富。鐵陽極電-生物耦合水解反應器內(nèi)不僅存在鏈菌、球菌、桿菌，生物膜結(jié)構(gòu)結(jié)實。鐵陽極電-生物耦合工藝接觸氧化反應器中以絲狀菌為骨架的菌膠團中存在漫游蟲、鐵細菌、表殼蟲等微生物。
　　紫外-可見吸

6、收光譜分析表明，電-生物水解能破壞偶氮染料的雙鍵結(jié)構(gòu)，將活性艷紅X-3B分解為芳香胺類等化合物質(zhì)，生物水解對偶氮染料分了結(jié)構(gòu)的破壞較小。其中，鐵陽極電-生物工藝對偶氮染料的降解最徹底，鐵陽極水解能破壞偶氮染料的雙鍵結(jié)構(gòu)，將活性艷紅X-3B分解為芳香胺類等化合物質(zhì)，經(jīng)過其后的接觸氧化處理后這類芳香胺類化合物被徹底降解。而鋁陽極和炭氈陽極電-生物耦合工藝對偶氮染料降解不徹底。
　　三種電-生物耦合工藝中，鐵陽極電-生物耦合工藝對偶氮染