基于畜禽养殖废水深度处理的电极材料制备及电化学工艺研究

发布时间：2021-10-25 17:37

　　近几年中国畜禽养殖行业迅猛发展,大量畜禽养殖废水的处理迫在眉睫。传统微生物法对高浓度畜禽养殖废水有好的处理效果,对低浓度畜禽养殖废水处理效果较差。电化学阴极电芬顿和阳极氧化技术,作为一种新型无污染的高级氧化技术,因其在废水的深度处理提高生物降解性方面展现出良好性能备受学者关注。电极材料的选择和电极的制备直接决定了电化学处理废水的性能,因此探索性能良好的电极材料和制备方法是该领域研究的一大热点。本文研究了碳纳米管这种阴极材料负载CeO₂和添加造孔剂NH₄HCO₃对废水废水可生化性研究、以及蒽醌改性的石墨毡阴极耦合制备的PbO₂阳极协同处理废水效果及其机理,在材料表征的基础上优化了废水处理的参数,主要结论如下:采用碳纳米管负载稀土氧化物CeO₂,并用NH₄HCO₃对电极造孔。透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）结果表明改性后的碳纳米管表面附着大量CeO₂纳米颗粒,电极孔隙明显。X-射线衍射图像（XRD）... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电氧化技术降解有机物模型

公式（1-15）所示反应过程，在这过程中也会发生聚合反应如公 Fe R Fe R32RFeHFeRH23 R R R-R的芬顿法水处理相比，电芬顿法具有很多优点：1. 由于电芬顿循环利用和 H2O2的原位产生，因此在电芬顿系统中不需要投催化剂 Fe2+大大节约了废水处理成本。2. 电芬顿水处理实现 成，避免 H2O2在运输过程中可能造成的风险。3. 电芬顿在废产生二次污染，处理过程很清洁。4. 电芬顿水处理设备比较简要为电流或者电压，便于控制。5. 在电芬顿水处理中，可以发电吸附等电化学水处理方法，提高水处理效率。

图 1.3 氧还原反应过程机理示意 1.3 中 O2，b表示水中的溶解氧，O2*表示电极表面吸附的氧，H H2O2，H2O2*表示电极表面吸附的 H2O2，KD、KD*为扩散系数，速率系数。阴极氧还原分为两步，1. 溶解氧通过两电子还原成，H2O2可进一步还原成 H2O 如公式 1-19。2. 溶解氧直接四电式 1-20[19]。22-2O 2H 2e HO Eo=0.695 V/NHE 22-22H O 2H 2e HO Eo=1.766 V/NHE O2H2eHO2-221 Eo=1.290 V/NHE 溶解氧的还原机理尚未达成共识，但公认的是整个反应的速率一个电子的步骤：--O e O

【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学水处理技术研究进展[J]. 胡承志,刘会娟,曲久辉.  环境工程学报. 2018(03)
[2]ABR处理模拟畜禽养殖废水中有机物的快速启动与运行优化研究[J]. 赵丽,陈晴,王毅力.  环境工程学报. 2017(07)
[3]畜禽养殖污水生态处理方式[J]. 张继祯,董江伟.  畜牧兽医科学(电子版). 2017(04)
[4]畜禽养殖污水污染治理现状及发展趋势[J]. 刘茹,宋英豪,王焕升.  环境保护科学. 2012(04)
[5]规模化畜禽养殖场污水治理及资源化利用的研究[J]. 余慧国.  科技咨询导报. 2007(15)
[6]钛盐光度法测定Fenton氧化中的过氧化氢[J]. 姜成春,庞素艳,马军,谢炜平,邹原.  中国给水排水. 2006(04)

博士论文
[1]PbO2形稳阳极的制备及其电催化氧化降解有机污染物的作用机制[D]. 于丽花.西安建筑科技大学 2017
[2]电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究[D]. 毕强.西安建筑科技大学 2014
[3]电芬顿阴极材料的制备与转盘工艺的研究[D]. 周蕾.南开大学 2013

硕士论文
[1]乙炔黑-PTFE复合阴极与Fe3O4电极并联的设计及电解染料废水的研究[D]. 刘坤.燕山大学 2016
[2]Electro-Fenton体系阴极材料的制备和阴极过程分析[D]. 傅坚亮.浙江大学 2007



本文编号：3457878