【摘要】：鐵碳微電解是利用金屬腐蝕原理,形成原電池對廢水進行處理的工藝,又稱內(nèi)電解法。鐵碳微電解可實現(xiàn)對廢水中的磷、COD、重金屬等污染物得同步處理,是一項被廣泛研究與應用的廢水處理技術。目前主要商業(yè)填料普遍采用鐵基材料(鐵屑或鐵粉)與固體碳基材料(炭粉、煤炭、活性炭等)通過物理混合堆填或焙燒成型(規(guī)整化)的制備方式,這種鐵碳固體顆�；蚍垠w的物理混合物,在廢水處理過程中存在反應速率慢、污染物去除效率低等問題而影響廢水的處理效果和效率,且長期使用易于鈍化和板結,造成實際應用中填料更換頻繁增加運行成本,制約了微電解技術的推廣應用。本課題針對目前微電解填料制備技術存在的共性問題,提出了一種新型鐵碳微電解填料的制備工藝,通過改變鐵碳活性組分的結合方式,在鐵基材料表面均勻沉積碳微粒,建立微尺度規(guī)模的鐵碳一體化微電解體系,以增加單位體積內(nèi)微原電池數(shù)量及鐵-碳接觸面積,實現(xiàn)對污水污染物高效的脫除性能。本論文主要從技術原理、工藝優(yōu)化、應用評價三個方面對新型鐵碳微電解填料制備技術的開發(fā)與應用進行研究,主要研究內(nèi)容和結果如下:(1)新型微電解填料的制備與表征。以焦油為碳源,以海綿鐵為鐵基材料,通過均質(zhì)化-碳化-成型新方法制備新型鐵碳一體化微電解填料,采用掃描電鏡與能譜分析儀(SEM-EDS)、X射線衍射儀(XRD)和元素分析儀等技術手段對各關鍵處理階段填料進行表征分析,結果表明碳化處理過程產(chǎn)生大量碳微粒均勻附著于鐵基材料表面及內(nèi)部孔道,利于增加鐵碳有效接觸面積,通過深度還原提高填料中單質(zhì)鐵的含量以提高微原電池數(shù)量,使得新型填料比傳統(tǒng)填料表現(xiàn)出較高的除磷性能。(2)新型微電解填料制備工藝優(yōu)化實驗研究。采用單因素法分別開展了新型填料的碳化和成型參數(shù)優(yōu)化實驗,通過考察焦油比、碳化/焙燒溫度以及恒溫時間對碳化/焙燒過程的影響規(guī)律,獲取了優(yōu)化的操作參數(shù);在焦油/鐵比0.3、室溫升至950 ℃恒溫0 min的碳化處理條件,以及粘結劑30%、900 ℃恒溫焙燒90 min的成型處理條件下制備的填料對磷脫除率達98%,出水磷濃度達到GB18918-2002要求A類城鎮(zhèn)污水中磷排放標準。(3)新型微電解填料處理廢水應用評價。以污泥厭氧消化后脫水濾液和工業(yè)廢水為處理對象,選擇優(yōu)化條件下制備的新型鐵碳填料進行應用評價實驗,采用單因素法考察了操作條件對填料脫除磷及COD性能的影響規(guī)律,結果表明新型鐵碳填料可實現(xiàn)對磷和COD的同步脫除,提高固液比和曝氣量、降低初始pH、延長反應時間可有效提高填料對污染物的處理性能,優(yōu)化評價條件下出水TP均可達到排放標準。
【圖文】：

逑，８％逡逑圖１．１邋２０１３年全國各類污染源總磷排放量分布１９１逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＴＰ邋ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ邋ｆｒｏｍ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ邋ｓｏｕｒｃｅｓ邋ｉｎ邋２０１３逡逑（１）

有機磷邋Ｐ（Ｖ—邐有機磷逡逑圖１．２鐵碳微電解除磷原理示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｂｙ邋ｉｒｏｎ－ｃａｒｂｏｎ邋ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ逡逑（４）其他除磷技術逡逑膜分離法是在某種推動力的作用下，利用膜特定的透過性能，使含磷廢水中逡逑的磷或溶劑分離的技術。膜技術除磷鹽主要應用于特定的廢水中磷的回收，可回逡逑收高純度的磷酸鹽如五氧化二磷、次亞磷酸等，具有一定經(jīng)濟價值。逡逑吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的物質(zhì)對水中磷酸根離子的親和逡逑力來實現(xiàn)的廢水除磷過程。磷通過在吸附劑表面的物理吸附離子交換或表面沉淀逡逑過程，實現(xiàn)磷從廢水中的分離，并可通過進一步的解吸處理回收磷資源。逡逑離子交換法是利用氫氧根離子與污水中的a愃岣胱又淶慕換歡锏匠義狹仔Ч囊恢址椒�。壤D眉罡男緣吶菽梁轄鴯似鞫院追纖寫�，，去辶x銑蝕锏劍梗埃�。辶x希保玻玻埠孜鬯砑際豕ひ沼胗τ孟腫村義現(xiàn)詼嗟奈鬯追椒ㄖ�，化学法视H畬車姆纖追椒ǎ郟保擔藎諫鮮蘭捅還沐義戲河糜諼鬯祝ひ輾⒄鉤墑歟饕椒òǎ茫岱�、Ｆｅ法、Ａ＊Nǖ齲簧鋟ㄥ義系難芯懇部勺匪蕕繳鮮蘭停叮澳甏釁

本文編號：2649617