5噸每天一體化污水處理設(shè)備

　5噸每天一體化污水處理設(shè)備—— pH值對釩吸附效果的影響

　　結(jié)果顯示, 在pH為2~9范圍內(nèi), 納米鐵錳氧化物(MnFe2O4)吸附釩(V5+)的效率呈先增后減的趨勢, MnFe2O4在酸性條件下對釩(V5+)的吸附效率較高, pH=4時吸附率達到大, 為51.94%.這可能是因為MnFe2O4在酸性條件下其表面存在Fe(OH)2+和FeO+或Mn(OH)2+和MnO+吸附中心(田喜強等, 2010), 在酸性條件下(pH>2), 溶液中的釩主要以釩酸根陰離子形式存在, 這時吸附劑表面帶正電荷的吸附中心能與V5+產(chǎn)生正負電荷吸附和表面化合作用, 因而有很好的吸附效果.在極低的pH(<2)時, 釩酸鹽以VO2+的形式存在, 不能與質(zhì)子化位點交換(Guzmán et al., 2002).相反, pH較大(>7)時吸附劑表面帶負電荷, 不利吸附發(fā)生(Hu et al., 2005).這與前人發(fā)現(xiàn)的納米鐵酸錳在pH=2時對Cr6+的吸附效果好相一致(田喜強等, 2010b).因此, 后續(xù)實驗溶液的pH值選擇為4.

　　 時間對釩吸附效果的影響

MnFe2O4對釩的吸附呈先快后慢, 后趨平衡的特點.在0.5~6 h內(nèi), MnFe2O4對釩吸附量和吸附速率快速升高, 6~24 h內(nèi)增加平緩, 24 h時吸附量和吸附率達到大值, 分別為15.14 mg·g-1和60.54%.這是由于MnFe2O4吸附位點位于吸附劑外部, 吸附質(zhì)很容易進入這些活性位點(田喜強等, 2010).隨著活性位點逐漸被占據(jù), V5+在表面吸附飽后則向MnFe2O4內(nèi)部遷移, 該過程是一種比較緩慢過程, 因而減緩了吸附速率.

　　 初始釩濃度對吸附效果的影響

偽二級動力學(xué)模型對納米鐵錳氧化物吸附釩過程的擬合效果好, R2值為0.9967, 擬合算出平衡吸附量(qe·cal)與實驗值(qe·exp)相差不太.表明納米鐵錳氧化物對釩的吸附是一個包含外部顆粒內(nèi)部擴散、液膜擴散及表面吸附等的復(fù)雜過程.

納米鐵錳氧化物吸附釩的動力學(xué)擬合參數(shù)

納米鐵錳氧化物吸附釩的過程采用Langmuir模型擬合的效果好, R2>0.99, 大吸附量(qm)為8.873 mg·g-1;其次為Freundlich模型和Temkin模型.這說明納米鐵錳氧化物吸附釩過程屬單分子層吸附(Chen et al., 2010).

lnK與1/T呈線性關(guān)系, 根據(jù)式(4)可求得不同溫度下自由能變化ΔG0(kJ·mol-1), 根據(jù)線性擬合的斜率和截距能計算出焓變ΔH0(kJ·mol-1)及熵變ΔS0(kJ·mol-1·K-1).由表 3可知, 納米鐵錳氧化物吸附釩過澄?豢贍?Zhang et al., 2014).本試驗中納米鐵錳氧化物的ΔG0值范圍在0.6812~-1.0468 kJ·mol-1之間, 表明該吸附過程主要為物理吸附且為吸熱反應(yīng), 升高溫度有利于吸附, ΔS0為正值, 表明納米鐵錳氧化物吸附釩酸根是一個熵增的過程, 釩酸根自發(fā)到納米鐵錳氧化物上后固-液界面無序度增大.

本工程生物處理擬采用A/O生物接觸氧化法。
采用A/O生物處理工藝是近幾年來國內(nèi)外環(huán)保工作用以解決污水脫氮的主要方法，該方法具有如下特點：
利用系統(tǒng)中培養(yǎng)的硝化菌及脫氮菌，同時達到去除污水中含碳有機物及氨氮的目的，與經(jīng)普通活性污泥法處理后再增加脫氮三級處理系統(tǒng)相比，基建投資省、運行費用低、電耗低、占地面積少。
A/O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較一般生物處理系統(tǒng)少，而且污泥沉降性能好，易于脫水。
A/O生物法較一般生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊負荷高，運行穩(wěn)定。
A/O生物處理系統(tǒng)因?qū)O2-N轉(zhuǎn)化成N2，因此不會出現(xiàn)硝化過程中產(chǎn)生NO2-N的積累，而1mg/ NO2-N會引起1.14mgCOD值，因此只硝化時，雖然氨氮濃度可能達標(biāo)，但COD濃度卻往往超標(biāo)嚴重。采用A/O生物處理系統(tǒng)不僅能解決有機污染，而且還能解決氮和磷的污染，使氨氮的出水指標(biāo)小于5mg/l。總之，經(jīng)過本工藝流程，出水的各項指標(biāo)均能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

光化學(xué)氧化法應(yīng)用技術(shù)

對有機物有特殊的降解能力，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。隨著電化學(xué)理論的不斷完善和實驗室研究的不斷深入，電化學(xué)技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用必將更加廣闊。
酚類化合物常作為工業(yè)生產(chǎn)廢水排放到自然環(huán)境中，是毒性極大的污染物，是我國優(yōu)先控制的污染物之一，對人體健康和整個社會的可持續(xù)發(fā)展造成了威脅。含酚有機廢水處理已成為困擾廢水處理廠和全社會的重大問題。近年來，發(fā)現(xiàn)超聲波可用于降解有機廢水。
超聲波降解廢水中的有機污染物是一項新型的水處理技術(shù)，它集氧化、熱解、超臨界氧化等技術(shù)于一體，能夠有效地破壞或者改變復(fù)雜化合物及難以生物降解材料的結(jié)構(gòu)，從而能氧化分解傳統(tǒng)方法所不能處理的廢水。具有操作簡單，降解速度快，既能單獨處理，又可以和其他水處理技術(shù)聯(lián)合使用，具有廣泛的應(yīng)用前景，是一種環(huán)境友好型水處理技術(shù)。
30立方米/天污水處理一體化設(shè)備超聲波技術(shù)超聲降解有含酚有機廢水的機理可主要歸結(jié)為如下三個方面：

(1)熱分解。熱分解發(fā)生在空化泡內(nèi)，將進入空化泡中的液體分子或溶于水的有機物汽化，聚集在空化泡內(nèi)的能量足以將難斷裂的化學(xué)鍵打斷。
(2)自由基氧化。在水溶液中主要的熱反應(yīng)是將水分子分解，空化泡內(nèi)產(chǎn)生具有較高活性的氫根和氫氧根自由基，它們進入水溶液與水中的有機物進行接觸并將有機物氧化。
(3)等離子化學(xué)和氧化。在空化泡的內(nèi)表面上，其溫度和壓力都超過了臨界條件。在臨界狀態(tài)下，廢水中所含的有機物被分解成水、二氧化碳等簡單無害的小分子。
研究發(fā)現(xiàn)，超聲波降解*具有一定的效果，并且*初始濃度、溫度等因素對*的超聲降解影響都比較大。*初始濃度對降解效果的影響比較明顯，超聲對*的降解效果并不是濃度越低越好，在一定范圍內(nèi)，較大溶液初始濃度對*的降解去除率較大；溫度升高使得超聲的空化效應(yīng)提高，促使*進入空化泡進行裂解反應(yīng)，但是另一方面過高的溫度又使液體的粘度增加減弱了空化強度；同時曝氣和超聲時*的降解率，比單獨超聲波輻照或單獨曝氣的效果都要高。