隨著我國經(jing)濟的(de)(de)(de)發展，人民生活水平的(de)(de)(de)提高，家畜家禽屠(tu)宰(zai)業也蓬勃發展起來。但(dan)是(shi)屠(tu)宰(zai)廢(fei)水一般(ban)都含有(you)(you)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)油(you)脂、血污、內(nei)臟雜質等(deng)(deng)有(you)(you)機(ji)(ji)物，COD較(jiao)(jiao)(jiao)高，如(ru)果直接排放必(bi)然會(hui)引起水環境的(de)(de)(de)破壞。目前國內(nei)對于屠(tu)宰(zai)廢(fei)水的(de)(de)(de)處理(li)(li)經(jing)常采(cai)用微生物處理(li)(li)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)。但(dan)是(shi)由(you)(you)于屠(tu)宰(zai)廢(fei)水水量(liang)和水質不穩定(ding)(ding)，隨著屠(tu)宰(zai)數量(liang)和時間波動劇(ju)烈，同時COD較(jiao)(jiao)(jiao)高，需(xu)要較(jiao)(jiao)(jiao)長的(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)路線才(cai)能使其(qi)穩定(ding)(ding)和無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)，因此屠(tu)宰(zai)廢(fei)水微生物處理(li)(li)工藝(yi)(yi)基(ji)建投資(zi)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)，運(yun)(yun)行(xing)維(wei)護難(nan)度大(da)。近年(nian)來，高級氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術預處理(li)(li)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水的(de)(de)(de)研究一直是(shi)關注(zhu)的(de)(de)(de)焦點(dian)，其(qi)中過硫(liu)(liu)酸(suan)鹽活化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術通過過渡金屬(shu)離子、紫外光、熱等(deng)(deng)輔助(zhu)條件(jian)(jian)可以產生氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)性很高的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸(suan)根自(zi)由(you)(you)基(ji)（·SO4-）。與(yu)羥基(ji)自(zi)由(you)(you)基(ji)（·OH）相(xiang)比，·SO4-在中性條件(jian)(jian)下氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)性更高，多數有(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)物都能夠被其(qi)完全氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)降解。但(dan)是(shi)該技(ji)術也存(cun)在加藥量(liang)大(da)，過硫(liu)(liu)酸(suan)鹽消耗(hao)快，活化(hua)(hua)(hua)(hua)條件(jian)(jian)苛刻(ke)等(deng)(deng)缺點(dian)，同時這些(xie)問題也會(hui)導(dao)致其(qi)工藝(yi)(yi)運(yun)(yun)行(xing)費用較(jiao)(jiao)(jiao)高。而(er)(er)電解輔助(zhu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)可以將Fe3+過濾金屬(shu)離子還(huan)原(yuan)為Fe2+，達到持(chi)(chi)續維(wei)持(chi)(chi)體相(xiang)中過渡金屬(shu)離子催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑濃度的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，從而(er)(er)可以降低(di)Fe2+投加量(liang)，降低(di)過硫(liu)(liu)酸(suan)根無(wu)效分解速度，維(wei)持(chi)(chi)有(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)物降解反應持(chi)(chi)續穩定(ding)(ding)高效進(jin)行(xing)。因此電化(hua)(hua)(hua)(hua)學輔助(zhu)Fe2+活化(hua)(hua)(hua)(hua)過硫(liu)(liu)酸(suan)鹽具有(you)(you)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)優勢。  

本研究采用電解輔助Fe2+活化(hua)過硫(liu)酸(suan)鈉(na)法預(yu)處理屠宰廢水，得到了較好的(de)(de)(de)處理效果，為過硫(liu)酸(suan)鹽高(gao)級氧化(hua)技術的(de)(de)(de)推廣和工藝開發提供了新的(de)(de)(de)方法和思路。  

1實驗(yan)部(bu)分(fen)  

1.1實(shi)驗材料  

屠(tu)宰(zai)(zai)廢水取(qu)自遼寧省某(mou)禽類屠(tu)宰(zai)(zai)廠(chang)，原(yuan)水含有(you)(you)大量油脂，呈(cheng)深紅色，COD為（3288±100）mg/L，pH為5.0±0.5。實驗(yan)所用(yong)Na2SO4、Na2S2O8、FeSO4、H2SO4、NaOH等試(shi)(shi)劑均為分析純。采用(yong)COD571型COD分析儀（上(shang)海精密科(ke)學(xue)儀器(qi)(qi)有(you)(you)限公司）進行COD的測試(shi)(shi)，采用(yong)pHS-3型酸度(du)計(ji)（上(shang)海雷磁儀器(qi)(qi)廠(chang)）進行pH的測試(shi)(shi)，電源(yuan)為APS3003D直流穩壓電源(yuan)（深圳安泰信(xin)電子有(you)(you)限公司）。  

1.2實驗方(fang)法(fa)  

取250mL屠宰廢水(shui)，放入(ru)電(dian)(dian)解槽中進(jin)行(xing)氧化降解實驗，電(dian)(dian)解條件(jian)為(wei)：反應溫度為(wei)室(shi)溫，石墨板電(dian)(dian)極，電(dian)(dian)極間(jian)距2cm。調節(jie)原水(shui)pH、電(dian)(dian)解電(dian)(dian)流密度、Fe2+初(chu)始濃度、Na2S2O8投加(jia)濃度等實驗參數，間(jian)隔30min取樣測試廢水(shui)COD變化，計算(suan)COD去除(chu)率，并確定最佳參數。反應動力(li)學數據采用Origin8SR0（v8.0724）軟件(jian)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)及(ji)擬(ni)合計算(suan)。  

2結(jie)果(guo)與(yu)討論  

2.1電解輔助(zhu)Fe2+活化Na2S2O8工藝處理屠宰廢水有效性驗證  

實驗首先驗證了電(dian)解(jie)輔助Fe2+活化Na2S2O8的效(xiao)果，結果如(ru)圖(tu)1所(suo)示。  

當反(fan)應條件為［FeSO4］0=300mg/L，［Na2S2O8］0=200mg/L，電(dian)流(liu)密度=25.0mA/cm2，反(fan)應初始pH=2時，單獨電(dian)解(jie)（采用Na2SO4作為支持電(dian)解(jie)質，［Na2SO4］0=200mg/L）經過240min的(de)反(fan)應，廢(fei)水COD去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)達到(dao)72.4%。而(er)Fe2+活化Na2S2O8的(de)處(chu)理效果更好，經過120min反(fan)應，廢(fei)水COD去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)就(jiu)達到(dao)了77.0%，但是(shi)隨著(zhu)時間繼(ji)續增加(jia)，其(qi)COD去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)增加(jia)緩慢上升，240min后其(qi)COD去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)僅(jin)增加(jia)至77.3%。相比較前兩種工(gong)藝(yi)，電(dian)解(jie)輔助(zhu)Fe2+活化Na2S2O8工(gong)藝(yi)具有更好的(de)反(fan)應效果，反(fan)應180min后其(qi)COD去除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)可達97.8%。可見，電(dian)解(jie)輔助(zhu)Fe2+活化Na2S2O8工(gong)藝(yi)對于(yu)屠宰廢(fei)水的(de)預處(chu)理具有較好的(de)效果。  

從實驗結果還可(ke)以(yi)(yi)看出，Fe2+活化Na2S2O8工藝降解(jie)高(gao)效(xiao)(xiao)的時間(jian)(jian)較短，反應(ying)120min以(yi)(yi)后，其氧(yang)化效(xiao)(xiao)果十分(fen)有(you)限，這主要(yao)是由于反應(ying)體相中氧(yang)化劑Fe2+的消耗速度(du)(du)很快，Fe3+活化Na2S2O8能力有(you)限，最終導致Na2S2O8部分(fen)無效(xiao)(xiao)分(fen)解(jie)，因(yin)此隨(sui)著(zhu)反應(ying)時間(jian)(jian)的增加，有(you)機污染(ran)物的降解(jie)效(xiao)(xiao)率受(shou)到了抑制(zhi)。而電(dian)解(jie)輔助Fe2+活化Na2S2O8工藝則可(ke)以(yi)(yi)通過電(dian)化學反應(ying)使Fe3+部分(fen)還原為Fe2+，可(ke)以(yi)(yi)維持溶液體相中一定的Fe2+濃度(du)(du)，因(yin)此使反應(ying)高(gao)效(xiao)(xiao)時間(jian)(jian)延長，有(you)機污染(ran)物降解(jie)效(xiao)(xiao)果有(you)所提高(gao)。  

2.2電解(jie)輔(fu)助Fe2+活化Na2S2O8工藝處理屠宰廢水的(de)反應條件確定  

實(shi)驗采用(yong)正交實(shi)驗法來對(dui)電解輔助Fe2+活化Na2S2O8工藝處理屠宰(zai)廢(fei)水的反應條件進行研(yan)究(jiu)，反應時間為60min，確定FeSO4初(chu)(chu)始(shi)濃度、Na2S2O8初(chu)(chu)始(shi)濃度、電流密度和初(chu)(chu)始(shi)pH對(dui)廢(fei)水COD的影響(xiang)，采取4個水平，正交實(shi)驗結果見表1。

由(you)極差R計算結(jie)果(guo)可知，影響(xiang)屠宰(zai)廢水(shui)(shui)COD下降的(de)因素主次順序為FeSO4初(chu)(chu)始濃(nong)(nong)度(du)(du)、Na2S2O8初(chu)(chu)始濃(nong)(nong)度(du)(du)、pH和電流密度(du)(du)。根(gen)據(ju)正交(jiao)實驗(yan)結(jie)果(guo)初(chu)(chu)步確定電解輔(fu)助Fe2+活化(hua)Na2S2O8工藝處(chu)理屠宰(zai)廢水(shui)(shui)的(de)最(zui)佳(jia)反應參數條件為：電流密度(du)(du)25.0mA/cm2，FeSO4初(chu)(chu)始質量濃(nong)(nong)度(du)(du)300mg/L，Na2S2O8初(chu)(chu)始質量濃(nong)(nong)度(du)(du)200mg/L，pH=2.0。  

2.3電解輔助Fe2+活(huo)化Na2S2O8工(gong)藝處理屠宰廢(fei)水的反應動力學(xue)研究  

在(zai)電(dian)解輔助Fe2+活化Na2S2O8工藝(yi)處(chu)理屠宰(zai)廢水過程(cheng)中，產生的·SO4-和水相中的有機物分子作用(yong)，奪取其(qi)電(dian)子，使之得以氧化分解。根據反應速(su)率(lv)理論(lun)，該(gai)氧化降解的動力學過程(cheng)可用(yong)式(shi)（1）表示。  

式中(zhong)：COD——廢(fei)水COD，mg/L；  

c′——溶液(ye)中·SO4-的(de)濃度，mg/L；  

k′——反(fan)應速率常數，min-1；  

m、n——反應級(ji)數；  

t——反應時間，min。  

由于(yu)生成的(de)·SO4-壽命很短，可(ke)以瞬間奪取電子發生反應(ying)，因此(ci)c′可(ke)近似可(ke)作常(chang)數，則動力學方程又(you)可(ke)表示為式（2）：  

經過積分計算可得(de)式（3）、式（4）：  

ln（COD0/CODt）=kt（3）  

ln（COD0/CODt）=0.014t（4）  

式中：COD0——降解反(fan)應前(qian)廢水COD，mg/L  

CODt——反應t時刻廢(fei)水的COD，mg/L。  

對(dui)實(shi)驗(yan)結果進(jin)行擬合計算，結果如圖2所(suo)示。  

其反(fan)應過(guo)程(cheng)可(ke)以用(yong)一級反(fan)應動力學來描述，即符(fu)合(he)式（4）的(de)(de)形(xing)式，其R2=0.9842，選取8個數據點進行擬合(he)計算(suan)，上述表觀(guan)速率的(de)(de)計算(suan)誤差(cha)<0.0006，P<1.0×10-8，擬合(he)直線差(cha)異極顯著(zhu)，模型線性符(fu)合(he)。  

3結論  

（1）電解(jie)輔助Fe2+活化Na2S2O8工(gong)藝處(chu)理屠宰廢水(shui)具(ju)有較好的效(xiao)果(guo)，在［FeSO4］0=300mg/L，［Na2S2O8］0=200mg/L，電流密度(du)25.0mA/cm2，反應(ying)初始pH=2的條(tiao)件下(xia)(xia)，經過180min的反應(ying)，其COD去除率可達(da)97.8%，而(er)相同條(tiao)件下(xia)(xia)，電解(jie)氧(yang)化僅為67.1%，Fe2+活化Na2S2O8工(gong)藝僅為77.1%。  

（2）通過正交實驗確定電解輔助Fe2+活化(hua)Na2S2O8工藝處理屠宰廢(fei)水影響因(yin)素主(zhu)次順序依次為(wei)FeSO4初始(shi)濃(nong)度、Na2S2O8初始(shi)濃(nong)度、pH和(he)電流(liu)密度。  

（3）表(biao)觀動力學(xue)研究表(biao)明，電解輔(fu)助(zhu)Fe2+活化Na2S2O8工(gong)藝處理屠宰廢水COD降(jiang)解符合一級反(fan)應(ying)動力學(xue)，反(fan)應(ying)條件下，其速率常數(shu)k為0.014min-1。

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