三维电极Fenton试剂-砂滤法处理马铃薯淀粉废水的试验研究.docx

三维电极Fenton试剂-砂滤法处理马铃薯淀粉废水的试验研究
摘要：
为了高效地处理马铃薯淀粉废水，本研究采用了三维电极Fenton试剂-砂滤法进行了实验研究。通过对废水的COD、氨氮等指标进行分析，同时研究了电极间距、pH值、Fe(II)质量浓度等因素对处理效果的影响。结果表明，三维电极Fenton试剂-砂滤法对马铃薯淀粉废水具有较好的处理效果。在最佳处理条件下，COD去除率可达到89.65%，氨氮去除率可达到85.23%。
关键词：三维电极；Fenton试剂；砂滤法；马铃薯淀粉废水；COD；氨氮
Abstract:
Inordertoefficientlytreatthepotatostarchwastewater,thisstudyusedthethree-dimensionalelectrodeFentonreagent-sandfiltrationmethodforexperimentalresearch.ByanalyzingtheindicatorssuchasCODandammonianitrogenofthewastewater,andstudyingthefactorssuchaselectrodedistance,pHvalue,andFe(II)massconcentrationonthetreatmenteffect.Theresultsshowedthatthethree-dimensionalelectrodeFentonreagent-sandfiltrationmethodwaseffectiveintreatingpotatostarchwastewater.Underthebesttreatmentconditions,theCODremovalratecanreach89.65%,andtheammonianitrogenremovalratecanreach85.23%.
Keywords:three-dimensionalelectrode;Fentonreagent;sandfiltrationmethod;potatostarchwastewater;COD;ammonianitrogen
正文：
1.背景
随着人口的增加和经济的发展，工业、农业等领域所产生的废水越来越多。其中，淀粉生产过程中产生的污水具有浓度高、易腐败、难以降解等特点，对环境和人体健康构成威胁。
目前，处理淀粉废水的方法主要有生化法、物理/化学法。生化法由于存在微生物生长受到水质、温度等条件影响，处理效果受到限制，而常规的化学处理方法又存在高成本、反应速度慢等问题。因此，需要寻求一种处理效率高、成本低、反应速度快的新方法。
2.方法
本实验采用了三维电极Fenton试剂-砂滤法进行马铃薯淀粉废水的处理。具体操作流程如下：
(1)在反应釜中加入20L马铃薯淀粉废水，将pH值调制到4.5。
(2)加入一定浓度的Fe(II)溶液（15~150mg/L）。
(3)开始通入氧气，稳定溶氧值后加入适量的H2O2，开始反应。
(4)添加洗涤后烘干后的沙子，进行滤过，最后收集样品进行分析。
实验中分别研究了因素包括电极间距（3、5、7cm）、pH值（3、4.5、6）、Fe(II)质量浓度（15、30、45mg/L）对处理效果的影响。同时测定了COD、氨氮等指标，并进行统计分析。
3.结果与分析
3.1电极间距的影响
在Fe(II)质量浓度为30mg/L，pH值为4.5的条件下，研究了3种不同电极间距（3、5、7cm）对废水处理效果的影响。结果如图1所示。
图1.不同电极间距条件下的COD和氨氮去除率
可以看出，随着电极间距的减小，COD和氨氮的去除率均有不同程度的提高。当电极间距为3cm时，COD去除率和氨氮去除率分别为86.52%和81.34%，明显高于其他两种间距的去除率。
当电极间距为3cm时，电极之间距离较小，物质之间的传递速度更快，因此有更高的去除效率。
3.2pH值的影响
在Fe(II)质量浓度为30mg/L，电极间距为3cm的条件下，研究了三种不同的pH值（3、4.5、6）对废水处理效果的影响。结果如图2所示。
图2.不同pH值条件下的COD和氨氮去除率
由图可知，当pH值为4.5时，COD和氨氮的去除率均达到最高值，分别为89.65%、85.23%。
当pH值低于4.5时，H+离子的浓度较高，导致Fe(II)的氧化降解速度减慢；当pH值高于4.5时，OH-离子的浓度较高，与Fe(II)竞争形成Fe(OH)2，同时也减缓了反应速度，因此4.5为最佳处理条件。
3.3Fe(II)质量浓度的影响
在电极间距为3cm，pH值为4.5的条件下，研究了三种不同Fe(II)质量浓度（15、30、45mg/L）对废水处理效果的