Page 188 - 《精细化工》2020年第2期

·390· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

物的共同作用下使中药提取废水在 10 V 下 COD 去
除率最佳。27 V 时球形填料上已没有生物膜，过高
电压直接杀死微生物，因而电化学作用对废水 COD
的去除起主要作用，易降解有机物以电化学转化和
电化学燃烧的方式直接去除 [21-22] ，难生物降解污染
物在·OH 的作用下转化成易生物降解物质，但反
应器内微生物的缺失导致 27 V 下 COD 去除率较低。

图 2 不同电压下中药提取废水 COD 去除率
Fig. 2 COD removal rates at different voltages

0 V 和 10 V 工况下，COD 去除速率与处理时间
呈负相关关系。静态实验前期，废水中存在大量易
生物降解有机物，导致 COD 去除速率较高。而仅在
微生物作用下去除难生物降解物质的水力停留时间
通常在 30 h 以上 [23-24] ，导致后期部分微生物因碳源缺
失死亡，同时胞内液体溢出导致装置内 COD 会有一
定上升。10 V 时电化学作用提高了废水可生化性 [25] ，
在电化学和微生物的共同作用下，10 V 比 0 V 时
COD 平均去除速率提高了 26.12 mg/(L·h)，10 V 时
a—HRT=12 h；b—HRT=24 h；c—HRT=36 h
COD 去除率在 24 h 时为 98.97%。马香娟 [26] 在电化 图 3 不同水力停留时间下 COD 去除率
学氧化四氢呋喃实验中发现，·OH 可显著提高废水 Fig. 3 COD removal rates at different hydraulic retention time
可生化性。BOD 5 /COD（BOD 5 是一种用微生物代谢
作用所消耗的溶解氧量，是间接表示水体被有机物 由图 3 可知，中药提取废水在 HRT=12 h 时，
污染程度的指标。在水处理中，通常用 BOD 5 /COD 进水 COD 为（1571.92±151.24）mg/L，出水 COD
来反映废水的可生化性，当 BOD 5 /COD>0.3 时表明 为（456.46±25.43） mg/L，COD 去除率为 70.78%±
废水生化性能尚可,可以用活性污泥法处理）由原水 2.41%；HRT=24 h 时，进水 COD 为（1590.07±
的 0.12 提高到处理后的 0.71。GUITAYA 等 [27] 利用 165.79） mg/L，出水 COD 为（274.61±50.46） mg/L，
电化学处理制药废水，在极板间距 12 cm，电压为 COD 去除率为 82.83%±1.76%；HRT=36 h 时，进水
20.4 V 条件下，COD 去除率为 75%，缺少微生物作 COD 为（1529.92±109.34） mg/L，出水 COD 为（112.84±
用使其去除率较低。27 V 时电化学为中药提取废水 22.44）mg/L，COD 去除率为 92.62%±1.28%。结果
COD 去除的主要方式，且过量的·OH 之间会发生氧 表明，随着 HRT 增长，COD 去除率呈明显上升趋
化反应 [28] ，导致 COD 去除率仅为 33.33%。因此， 势；HRT 为 24 和 36 h 的 COD 去除率较 12 h 分别
最佳电压为 10 V。 提高 12.05%和 21.84%；一定时间内，HRT 越长，
2.2 停留时间对 COD 去除率的影响 微生物与废水中基质的接触越充分，污染物去除率
在电压为 10 V，DO 为 3.0~4.5 mg/L 的动态实 越高 [29] ；HRT= 36 h 时，较高的 COD 去除率证明电-
验中，考察不同水力停留时间下的中药提取废水 生物耦合技术能够有效去除中药提取废水中的难降
COD 去除率，每个水力停留时间下进行了 13 组实 解物质。3 个 HRT 下进水 COD 变化幅度较大，但
验，结果见图 3。 COD 去除率相对稳定，说明电-生物耦合技术处理