填充床三维电极反应器降解有机废水的实验研究

发布时间：2021-02-17 07:57

　　当前,我国水资源水质性缺水问题非常严重,对于废水的处理及其再利用是一个急需解决的问题。三维电极反应器在处理难降解有机废水方面,由于其无需添加额外的化学物质、环境友好,且较二维电极反应器效率高等优点,而受到广泛关注。本文采用活性炭填充床三维电极反应器降解有机物废水,考察不同因素对其降解效果的影响,并对间歇循环三维电极反应器建立数学模型。最后对活性炭粒子电极在三维电极反应器中的稳定性,和苯酚在三维电极反应器的降解路径和机理进行了简单的探讨。对于填充床三维电极反应器,主要考察电流、电解质浓度、溶液的初始pH值、有机物流量和初始浓度对其降解效果的影响,并比较不同分子结构有机物的降解效果。结果显示,当体积流量为65 mL/min,电流为0.8 A,初始pH=3时,苯酚的初始浓度为0.2 g/L时,苯酚的降解效果最好,其去除率可达98%左右。对于罗丹明B的降解,电流是影响其去除效果最明显的因素。根据填充床三维电极反应器中在不同反应阶段极限电流密度的特点,结合法拉第电流定律得到反应动力学方程。研究表明,有机物在填充床三维电极反应器中的降解过程是从由电流控制的0级反应、过渡到0-1级反应,最后为扩散控... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 文献综述
    1.1 引言
        1.1.1 我国水污染现状
        1.1.2 难降解有机废水的来源及危害
    1.2 难降解有机废水的处理方法
        1.2.1 生化法
        1.2.2 物化法
        1.2.3 化学法
    1.3 三维电极反应器的研究现状
        1.3.1 三维电极反应器的特点
        1.3.2 三维电极材料
        1.3.3 三维电极反应器在废水处理中的应用
    1.4 本研究的内容和意义
        1.4.1 本研究的内容
        1.4.2 本研究的意义
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验装置
        2.1.4 实验步骤
    2.2 分析检测方法
        2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
        2.2.2 X射线衍射（XRD）
        2.2.3 比表面积（BET）
        2.2.4 高效液相色谱（HPLC）
    2.3 标准曲线
        2.3.1 苯酚标准曲线
        2.3.2 罗丹明B标准曲线
        2.3.3 转速流量标准曲线
第3章 填充床三维电极反应器降解有机物性能研究
    3.1 电流的影响
    3.2 电解质浓度的影响
    3.3 初始pH值的影响
    3.4 流量的影响
    3.5 初始有机物浓度的影响
    3.6 活性炭填充量的影响
    3.7 本章小结
第4章 三维电极反应器数学模型的建立
    4.1 床层流态特性
    4.2 三维电极反应器中的过程
    4.3 宏观动力学模型的建立
        4.3.1 模型假设
        4.3.2 模型推导
        4.3.3 模型求解
    4.4 本章小结
第5章 数学模型的验证及讨论
    5.1 反应电流的影响
    5.2 电解质浓度的影响
    5.3 初始pH值的影响
    5.4 流量的影响
    5.5 浓度的影响
    5.6 反应速率常数
        5.6.1 反应速率常数的影响因素
        5.6.2 反应速率常数的推导
    5.7 本章小结
第6章 三维电极反应器降解苯酚的机理探讨
    6.1 活性炭粒子电极实验前后的SEM分析
    6.2 活性炭粒子电极反应前后的XRD分析
    6.3 中间产物的分析
    6.4 苯酚可能的降解途径
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]苯酚废水净化研究进展[J]. 黄崇瑶,彭放,严旭晖,孙涛,徐畅,许瑞,孙超.  广州化工. 2018(02)
[2]SBR污水生化技术在造纸废水处理中的应用[J]. 韩志诚.  造纸装备及材料. 2017(03)
[3]树脂吸附法处理有机废水的研究进展[J]. 陈晓康,宁培森,丁著明.  热固性树脂. 2015(06)
[4]负载型粒子电极电催化氧化苯酚的研究[J]. 伍波,李鹏,张波,王立章.  中国环境科学. 2015(08)
[5]三维电极法深度处理城市污水处理厂二级出水[J]. 杨纪伟,武燕蕾,田婵婵,赵美英.  人民黄河. 2011(01)
[6]电化学法处理印染废水[J]. 高立新,王燕,张大全.  印染. 2010(10)
[7]负载型三维粒子电极降解甲基橙模拟废水研究[J]. 孔令国,王玲,薛建军.  中国环境科学. 2010(04)
[8]物化法处理印染废水的研究进展[J]. 王绍温,陈胜,孙德智.  工业水处理. 2010(01)
[9]Ru/ZrO2-CeO2催化剂催化湿式氧化乙酸和苯酚的研究[J]. 王伟,王建兵,祝万鹏,杨少霞,何为军,陈迅.  分子催化. 2007(05)
[10]三维电解法处理苯酚废水的粒子电极研究[J]. 张芳,李光明,盛怡,胡惠康,吉洁.  环境科学. 2007(08)

博士论文
[1]填充负载型活性炭三维电极反应器的开发与试验研究[D]. 李新洋.清华大学 2013

硕士论文
[1]废水中硝基酚好氧生物降解性及降解动力学研究[D]. 汤改风.中国海洋大学 2006



本文编号：3037690