电氧化技术同步去除COD和氨氮的技术经济评估

摘要

COD和氨氮是工业废水中常见且对水体污染较大的污染物，已被《国家环境保护“十二五”规划》列入污染物总量减排控制目标。电氧化技术是一种绿色环保的技术，可有效去除废水中的有机污染物和氨氮，应用前景广阔。
　　本文以我省某企业生化尾水为处理对象，研究了电氧化技术对生化尾水中COD和氨氮的同步去除。首先进行了实验室小试研究，探讨了电流密度和初始pH值对COD和氨氮去除效果的影响；然后，在实验室小试的基础上，对电氧化技术进行规模化应用，对处理规模为300 m3/d的电氧化装置同步去除生化尾水中的COD和氨氮进行了技术经济评估，为电氧化技术的广泛应用奠定了基础。
　　小试试验的研究结果表明，在该电氧化过程中，COD的去除满足一级动力学方程（ln[COD]t=ln[COD]0-8.31×10-4·J1.27t），氨氮的去除满足二级动力学方程（ln[NH4+]t= ln[NH4+]0-8.47×10-6·J1.94t2）；电流密度由7.5 mA/cm2增至15 mA/cm2时，COD和氨氮的氧化速率增大明显，但当电流密度增至17.5 mA/cm2时，COD和氨氮的氧化速率的增加趋势变缓；当初始 pH值小于10时，初始pH值对COD和氨氮的去除效果影响不明显，但当初始pH值大于10时， COD和氨氮的去除率明显降低，因此，无需额外添加药剂调节进水 pH值。
　　工程实践的研究结果表明，电流密度为15 mA/cm2，电解时间为40 min时，COD和氨氮分别被降至39 mg/L和3 mg/L；在电解过程中，体系的pH值保持相对恒定，COD和氨氮的总电流效率随着电解时间的增加而降低；连续30天对该电氧化装置的进出水水质进行测定，当进水COD和氨氮的波动高达20％时，经该电氧化装置处理后的出水仍能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准（COD<50 mg/L；氨氮<5 mg/L）。
　　最后，对该电氧化技术的工业化应用进行了经济评估，其总投资约为173万元，运行成本约为3.52元/吨；并将电氧化技术与反渗透技术、臭氧氧化法、次氯酸钠氧化法在运行成本方面进行了比较，发现电氧化技术的kgCOD处理成本最低。此外，该项目的实施使得每年 COD的排放量减少8.58吨、氨氮的排放量减少6.93吨。

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第一章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2同步去除COD和氨氮的方法

1.3电化学氧化法概述

1.4课题研究的目的与内容

第二章 小试研究

2.1试验装置与水质分析

2.2电流密度对COD和氨氮电化学氧化的影响

2.3初始pH值对COD和氨氮电化学氧化的影响

2.4本章小结

第三章 工程实践

3.1项目概况

3.2技术评估

3.3经济评估

3.4环境效益分析

3.5本章小结

第四章 结论与展望

4.1结 论

4.2展 望

参考文献

作者简介

1作者简历

2攻读硕士学位期间发表的学术论文