改性壳聚糖, 海藻酸钠阴阳离子双隔膜三室电解槽电渗析处理垃圾渗滤液的研究

1、改性壳聚糖、海藻酸钠阴阳离子双隔膜三室电解槽电渗析处理垃圾渗滤液的研究陈日耀(，耿亚敏，郑曦，陈晓，陈震(福建师范大学化学与材料学院, 福建, 福州, 350007)本研究使用阴阳离子双隔膜三室电解槽，以铁作阳极，碳作阴极，把废水中的氨氮富集到阴极液中，在阳极中产生Fe2+，滴加H2O2后生成Fenton试剂用以氧化降解废水中的有机物，以期将垃圾渗滤液中的氨氮和CODCr同时除去以8.5%的FeCl3溶液交联海藻酸钠水溶液；以0.25%戊二醛交联壳聚糖，经改性后二者均为不溶于水的高分子有机聚合物膜电渗析实验装置见图1. 阴阳两极分别为平板石墨电极和平板铁电极，阴极液为1 molL-1 H3PO

2、4，阳极液为1 molL-1 H2SO4，中间为(NH4)2SO4模拟废水或二道垃圾渗滤液膜 1 为 CS 阴离子选择透过膜，膜2 为 SA 阳离子透过膜，膜有效面积为19.63cm2Fenton 法的氧化机理可简单表示为: Fe2+ + H2O2 Fe3 + + OH- +OH (1) OH + RH(有机物) P(降解产物) (2) 在电渗析实验中用铁电极作阳极，为进一步的Fenton法氧化降解有机物提供Fe2+经实验发现，在通电过程中，如阳极液同时含有Fe2+与和NH4+，则Fe2+与NH4+竞争，使NH 4+的透过率大大减少在阳极液与处理液之间加上CS阴离子交换膜，使电解出来的Fe2+

3、在电渗析过程中不参与NH4+透过海藻酸钠阳离子膜的竞争，则有利于提高氨氮的透过率 氨氮废水中的NH4+在直流电场的作用下，往阴极移动，透过阳离子交换膜在阴极液中富集而 SO42-无法透过阳离子交换膜，从而实现了NH4+与废水分离，使废水得到净化在垃圾渗滤液电渗析实验结束后，将含有Fe2+的阳极液与已去除NH3-N的渗滤液混合，向内滴加H2O2，形成Fenton试剂去除水中有机物，进一步降低CODCr；同时阴极液中富集的氨氮可用化学沉淀法沉淀下来，产生的沉淀物含有氮、磷等具有肥效的元素，可用做复合肥施用在多种农作物上.不同表观电流密度下的阳极氨氮透过率随时间变化曲线见图2从图中可以看出透过率随时

4、间延长而增大，随电流密度增大而增大但透过率并不是无限增大，当电流密度达到一定值基金项目：福建省教育厅项目（K04026. JB05314）.联系人简介：陈日耀(1967-)，高级工程师，主要从事废水处理方面的研究E-mail：02468100246810H+H+H+PO43-NH4+NH4+SO42-NH4+-N solutionSO42-H3PO4Y Axis TitleX Axis Titlemembrane 2: SAH+H+PO43-Fe2+H+SO42-+NH4+H2FeCNH4+anodecathodemembrane 1: CSH2SO4Fig.1 Schematic view

5、of electrodialysis cellFig. 2 Permeate rate of NH4+ with timeapparent current density: mAcm-2 :14 :19 :24 :29Fig. 3 Change of NH4+ and Fe2+ Concentration with time : NH4+ ; : Fe2+时，氨氮透过率趋于平稳电流密度越大中间槽氨氮浓度随时间的下降越快，而后渐渐趋于 平稳与此同时，阴极室中氨氮的浓度也相应地增大由于道南平衡，离子的选择透过性不 可能达到 100%，因 此中间槽中的NH4+也不能完全透过SA 阳离子交换膜由于 C

6、S 阴离子交换膜的存在，仅有有限的NH4+反向渗入阳极室中以电流密度24 mAcm -2电渗析处理福州市红庙岭垃圾填埋场二道渗滤液，NH4+和Fe2+随时间变化曲线见图3. 可以看出，6 个小时后，渗滤液中NH4+的浓度从1392 mgL-1降至169 mgL-1，阴极室中NH4+的浓度增至1063阳极液中Fe2+的浓度达到0.56 molL-1二道渗滤液的CODCr值为 984mgL-1，经电渗析去除氨氮后向渗滤液和阳极液的混合液中滴加 H2O2经 Fenton 试剂处理的渗滤液CODCr降至 127 mgL-1，达到排放标准01234560.00.10.20.30.40.50.60.70.

7、8 Permeate rate of NH4+/ %time / h01234560200400600800100012001400time / hNH4+ / mgL-10.00.10.20.30.40.50.6Fe2+ / molL-1参考文献 1 HE X Y, CHEN R Y, CHEN Z. Semiconductor photonics and technology, 2005, 11(3): 192 2 BIBIK E. E. Russian Journal of Applied Chemistry, 2005, 78(2): 224 3 ZHAO Qing-Liang(赵庆良

8、), Li Xiang-Zhong(李湘中). Environmental Science, 1999, 9: 90 4 Elodie G., Stephane T. Claude L. et al. Environ Chem Lett, 2003, 1: 38Study of Electrodialysis in Triple Chambers Cell Equipped by Coupling Membrane for Treating NH3-N Landfill LeachatesCHEN Riyao, GENG Yamin, ZHENG Xi, CHEN Xiao,CHEN Zhen

9、(College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou, 350007, China)Abstract NH3-N in landfill leachates was enriched in catholyte by electrodialysis in triple chambers cell equipped by coupling membranes, then removed by following chemical precipitation. CODCr was removed by Fenton reagent, which was generated in anodic chamber by dropping H2O2 to the anolyte to react with the dissolving Fe2+ at anode. The results of experiment showed that the removal rate of ammonia and azote in simulat