新疆理化所与埃塞俄比亚季马大学合作在电化学工艺处理酿造工业废水方面的研究取得进展

目前,国内外酿酒行业对全世界经济发展与社会建设已经起到了不可替代的作用,并产生了巨大的经济效益。然而，酿造工业产生大量的工业废水（DIW）含高、中浓度的有机污染物，并具有化学需氧量（COD）较高、BOD/COD值大、季节性产出等特性，需要更有效和实用的先进处理技术来减少与酿酒厂工业废水排放有关的负面环境影响和潜在风险。此外，这些技术还必须能够满足当前的监管标准。目前常用的处理DIW技术主要包括微藻、光(UV)/过氧化氢、集成好氧生物氧化和臭氧化、微生物燃料电池、光催化降解，超声波(US)和酶，吸附处理，电化学(EC) 修复方法等。其中，由于高级氧化工艺(AOPs)具有较高的化学需氧量(COD)和5天生化需氧量(BOD5)去除效率，它受到了最大的关注和接受。然而， AOPs的工艺需要对废水进行前后处理，例如，控制pH值、分离废水、形成污泥、催化剂再生和活化等。

针对于此，中国科学院新疆理化技术研究所分离材料与技术团队与埃塞俄比亚季马大学研究团队合作，提出了多种工艺联用的解决方案，将EC和AOPs两种方法耦合在一起，克服了单个AOPs的缺点。本研究中科研人员研究和比较了US, US + H2O2, DCEF, ACEF, US + DCEF, and US + ACEF等耦合技术的协同效应和水回收的结果。除此之外，以提高色度和COD去除率对超声功率(P)、COD、pH、H2O2、电极间距(IED)、电流密度(CD)、脉宽占空比(PDC)、电极组合(CE)，和处理时间（RT）等重要实验参数进行了优化。实验结果表明，US+ACEF工艺是一种比US、US+H2O2法、DCEF法、ACEF法和US+DCEF法更有效的废水处理技术。在采用US+ACEF工艺处理蒸馏工业废水时，在US+ACEF最佳的工艺条件：P = 100 W、COD3000 mg/L、pH=3、H2O2 = 250 mg/L、IED = 1 cm、CD = 0.40Adm？2、PDC= 0.50、CE-Fe/Fe和RT = 180 min, 它的色度和COD的去除效果达到了100%，能耗为3.40kWhr m？3。同时，结果表明，处理后的水质达到了排放标准。总之，超声-电化学(US+ACEF)过程能够克服电极钝化和电极污染的限制，同时提高了传质速率和污染物降解速率。在降解持久性有机污染物（POPs）的过程中，US+ACEF方法加快了反应速度，同时也延长了电极的寿命，提高了矿化效率，并允许对电极表面进行原位清洗。总结，与传统的废水处理方法相比，本研究中新开发的US + ACEF方法可被认为是在消除废水和工业废水中的污染物方面技术上更为先进的选择。

研究成果近期以“Sono-alternating current-electro-Fenton process for the removal of color, COD and determination of power consumption from distillery industrial wastewater”为题发表在国际期刊《Separation and Purification Technology》上，中国科学院新疆理化技术研究所为主要参与单位，分离材料与技术研究团队的阿卜杜克热木·喀迪尔研究员为通讯作者。该研究工作得到了新疆维吾尔自治区天池博士计划人才项目、新疆维吾尔自治区自然科学基金（面上）项目等项目的支持。（本新闻来自新疆理化技术研究所网站）