电芬顿预处理后叶酸废水生物降解技术

一、实验材料及实验方法

（一）实验材料

1.实验原水

本实验的原水是叶酸制药厂生产过程中的粗品叶酸废水，经测定，其各项水质指标见下表：

2.实验用污泥

本实验使用的活性污泥取自天津市津沽污水处理厂二沉池，经测定，其各项指标见下表：

3.实验用电解槽和极板

本次电芬顿实验使用特质电解槽，其规格为长22.38cm，宽3.43cm，高10.81cm。

本次电芬顿实验采用的极板为铂板（阴极产H2O2法阳极极板）和包裹着活性炭纤维的钛网（阴极产H2O2法阴极极板）。其中，铂板的规格为长11.39cm，宽7.40cm；包裹着活性炭纤维的钛网的规格为长11.55cm，宽7.98cm。

（二）实验方案

本实验可以分为两个部分，先用电芬顿技术对叶酸废水进行预处理，以提高其可生化性；之后用A/O工艺对经预处理的叶酸废水进行生物处理。

1.电芬顿实验阶段

（1）阴极产H2O2法

实验前清洗装置及铂板（阳极极板）和包裹着活性炭纤维的钛网（阴极极板），放入电解槽，插入曝气管调制好位置曝气。取100ml叶酸废水，加亚硫酸铁0.0287g，使得Fe2+的浓度为1.0mM。调pH值为3，控制通气量Q=0.5L/min，电流为0.32A，反应时间为120min，在不同的反应时间段取样，测定COD。

（2）阴极产H2O2法添加活性炭粉末

取150ml叶酸废水，投加不同的活性炭粉末的量，其余条件与阴极产H2O2法相同。显然投加0.225g活性炭粉末（0.15g/100g水样）时，去除COD效果最好。在后续实验中，可以确定活性炭粉末的最佳投加量为0.15g/100g水样。

（3）正交试验优化三维电极

取150ml叶酸废水，投加0.225g活性炭粉末（0.15g/100g水样），加亚硫酸铁0.0430g，使得Fe2+的浓度为0.1mM，以4个pH值：pH=2，pH=3，pH=4，pH=5；4个电流密度：2.46，4.92，7.38，10.26mA/cm2；4个通气量：0.1，0.25，0.5，0.75L/min；4个反应时间：30，60，90，120min为反应条件，设计16组正交实验，以确定最佳反应条件。

在不同的反应时间段取样，对水样进行离心过滤（6000r/min，5min），取一部分离心后水样测定氨氮、总氮、总磷以及留样进行后续生物处理；另一部分取上清液测定COD。

2.生物处理实验阶段

经过电芬顿实验阶段，叶酸废水中COD可以降到400mg/L以下，和污水厂进水接近。经过电芬顿实验阶段的叶酸废水，其可生化性已经大大提高，可以采用生物处理。

考虑到叶酸原水中总磷含量不高，总氮含量很高，同时每组电芬顿实验留下的水样只有120ml左右，因此，采用A/O工艺，污泥不回流，进行序批式反应。

二、实验结果分析

（1）对COD的影响

16组电芬顿正交实验以及后续生物处理阶段处理后的叶酸废水COD值及各阶段COD去除率见表2-1。

（2）对总氮的影响

16组电芬顿正交实验以及后续生物处理阶段处理后的叶酸废水总氮及各阶段总氮去除率见表2-2。

（3）对总磷的影响

叶酸原水中总磷的含量比较低，只有3.92mg/L，在实验过程中没有引入额外的磷，总磷含量不会增多，不需要进行测定和分析。同时因为总磷含量比较低，在测定过程中产生的误差对结果影响很大，测得数据并不可靠，因此本次实验中没有测定总磷的量，也没有对其进行分析。

（4）实验总结

由以上分析可以得知，电芬顿―A/O组合工艺是一种优秀的污水处理工艺，在处理以叶酸废水为代表的制药废水领域，有良好的应用前景。

在本次实验中，COD最低可以降到147.69mg/L，去除率可以达到85.81%；总氮含量最低可以降到50.05mg/L，去除率可以达到86.13%。电芬顿阶段反应最佳条件为0.15g/100g活性炭粉末，Fe2+的浓度为0.1mM，pH值为4，电流密度为10.26mA/cm2，通气量为0.5L/min，反应时间为90min。（来源：中国电建集团港航建设有限公司）