关键词：
电化学反应器
电化学微滤装置
废切削液
电镀废水
油脂回收
淡水保鲜
摘要：
电化学水处理技术是指在外加电场的作用下,在特定的电化学反应器内,通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程,对废水中的污染物进行降解的过程。微滤膜分离技术是一种精密的过滤技术,微滤膜是均匀的多孔薄膜,厚度为90～150 μm,过滤粒径为0.025～10 μm,其技术优点是:膜孔径均匀、过滤精度高、滤速快、吸附量少、无介质脱落等。电化学反应器是一种能够进行电化学反应的设备或装置。本文主要将电化学法与微滤膜分离法的优点结合研制了一种电化学微滤反应器,并将其应用于废切削液及模拟电镀废水的处理和影响因素的研究;同时设计了一套电化学法与微滤膜分离法耦合的淡水保鲜系统,并对其性能进行研究。应用电化学微滤反应器处理废切削液,探讨了电极电压、循环流量、反应器运行时间、电极极间距、微滤滤芯滤径对处理效果的影响。在单因素试验的基础上,确定了试验最佳条件为电极电压为10V,循环流量为0.5 L/min,反应器运行时间为120 min,电极极间距为10 mm,微滤滤芯滤径为5 μm。在最佳条件下,该废切削液的COD去除率可达90.68%,油的回收量达5275 mg/L。采用显微镜观察废切削液处理前后的微观结构,发现经处理后的废切削液,油滴颗粒粒径由10μm左右增大到100μm左右,更易聚集分离。通过红外光谱分析检测废水处理后析出的产物,推断油层物质为主要组分为正辛烷的矿物质油。经能耗计算,该电化学微滤反应器处理1 m3废切削液实现破乳的理论耗电量6.6 kW·h,同时能实现5.275 kg的油脂回收。以模拟含铜废水为处理对象,使用电化学微滤反应器处理,探讨了电极电压、循环流量、反应器运行时间、电极极间距对处理效果的影响。在单因素试验的基础上,确定了试验最佳条件为电极电压为8 V,循环流量为0.5 L/min,反应器运行时间为90 min,电极极间距为10 mm。在最佳条件下,该模拟含铜废水的出水Cu2+浓度从50 mg/L降低到9.09 mg/L,Cu2+的去除率达到81.82%。模拟电镀含铜废水的色度在处理后由蓝色变为透明无色。通过能耗计算,该电化学微滤反应器处理1 m3模拟电镀含铜废水的理论耗电量 6.51 kW·h。研究低浓度条件下,温度、极间距、NaCl浓度对NaCl电解效果的影响,确定电化学法与微滤膜分离法耦合淡水保鲜系统中试运行的最佳反应条件为:温度设置常温,极间距为12 mm。研制的电化学法与微滤膜分离法耦合淡水保鲜系统中试能迅速产生淡水保鲜所需的余氯,在20℃,平均流量5.4 m3/h的条件下,产氯量大于0.3 mg/L,淡水中余氯浓度在0.35-0.39 mg/L,且pH值稳定维持在7.5左右,完全能够达到《生活饮用水卫生标准》中所规定余氯指标。
