软锰矿粒子电极用于高含氯废水的处理研究

发布时间：2017-07-18 17:26

  本文关键词：软锰矿粒子电极用于高含氯废水的处理研究

  更多相关文章： 软锰矿 粒子电极 三维电极 活性氯

【摘要】：本论文以软锰矿为原料制备粒子电极用于三维电极系统处理磺甲基酚醛树脂(SMP)模拟废水。通过对废水中难降解有机物的处理效果和活性氯产生规律的实验研究,筛选出有利于有机物降解的软锰矿粒子电极的最佳制备条件,并对软锰矿粒子电极的内部形貌、晶型结构等进行了表征。考察了软锰矿粒子电极用于三维电极系统处理SMP模拟废水的最优运行条件,并针对软锰矿粒子电极与活性炭粒子电极用于三维电极系统的处理效果进行了比较。通过对电解SMP模拟废水的宏观反应动力学分析,建立了宏观动力学模型并进行了检验。通过实验研究软锰矿粒子电极中不同活性组分对高含氯废水中难降解有机物降解效果的影响,探索软锰矿粒子电极用于三维电极系统时SMP模拟废水的降解规律、活性氯的产生规律。最后将软锰矿粒子电极应用于三维电极系统处理实际钻井废水的效果进行了评价。软锰矿粒子电极最佳制备条件为：软锰矿质量分数60%,粘接剂聚四氟乙烯(PTFE)的质量分数10%,灼烧温度330-C,灼烧时间2h。PTFE投加量为10%时能形成清晰稳定的层网状三维结构,粒子电极的比表面积和孔体积最大。灼烧温度过低或过高都不利于粒子电极在电解过程中的稳定性。XRD分析发现灼烧温度增加时粒子电极中α-Fe2O3和α-MnO2的含量也有所增加。软锰矿粒子电极三维电极法处理SMP模拟废水的最优运行条件为：pH=7.0,电导率3600μs/cm,粒子电极投加量80.0g,电流强度0.9A,此件下CODCr去除率可达61.50%。电解质为NaCl时电解生成的活性氯能促进有机物的去除。将软锰矿粒子电极与活性炭粒子电极作对比,软锰矿粒子电极用于三维电极系统时,活性氯产生量和CODcr去除率都显著优于活性炭粒子电极。软锰矿粒子电极三维电极法处理SMP模拟废水的宏观动力学拟合公式为:Ct=C0exp(-0.02078×t)。理论和实测CODcr值的平均相对误差为7.16%,计算所得的β1=-0.02078在置信区间(-0.03619,-0.007591)内。拟合得到的公式能很好的模拟软锰矿粒子电极三维电极法处理SMP模拟废水的降解过程。制备了[60% MnO2-40% graphite]、[60% Fe2O3-40% graphite]和[100% graphite]三种粒子电极,考察粒子电极中不同组分在电解过程中的影响。各组分在电解过程中促进活性氯生成的顺序为：[60%Fe2O3-40%graphite] [100%graphite] [60%MnO2-40%graphite],各组分在电解过程中对有机物的降解能力顺序为：[60%MnO2-40%graphite] [60%Fe2O3-40%graphite] [100%graphite]。Fe2O3和石墨都有助于活性氯的产生；Mn02的存在能将更多有机污染物矿化成CO2和H20,有利于有机物的进一步氧化降解。软锰矿粒子电极用于三维电极系统对钻井废水的效果优于活性炭粒子电极。将三维电极系统处理后的钻井废水进行O3氧化,软锰矿粒子电极系统处理后,使难降解的有机物被氧化成03更容易氧化降解的物质,提高了后续03氧化法对钻井废水的处理效果。
【关键词】：软锰矿 粒子电极 三维电极 活性氯
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-20
• 1.1 油气田废水的特征及危害7-9
• 1.2 油气田废水的处理技术9-11
• 1.2.1 油气田废水的常见处理技术9-10
• 1.2.2 电化学技术在油气田废水处理中的应用10-11
• 1.3 三维电极法概述11-13
• 1.3.1 三维电极系统的工作原理11-12
• 1.3.2 电解反应的主要机理12-13
• 1.4 三维电极系统研究现状13-18
• 1.4.1 主电极研究现状13-16
• 1.4.2 粒子电极研究现状16-18
• 1.5 研究意义及内容18-20
• 1.5.1 研究意义18-19
• 1.5.2 研究内容19-20
• 第2章 软锰矿粒子电极的制备研究20-35
• 2.1 实验材料20-21
• 2.1.1 实验药品20-21
• 2.1.2 实验器材21
• 2.2 实验装置和方法21-24
• 2.2.1 实验装置21-22
• 2.2.2 实验方法22-24
• 2.3 活性氯对电解效果的影响24-26
• 2.4 制备条件的筛选26-34
• 2.4.1 组分配比的影响26-27
• 2.4.2 PTFE投加量的影响27-30
• 2.4.3 灼烧温度和灼烧时间的影响30-34
• 2.5 小结34-35
• 第3章 软锰矿粒子电极三维电极法处理SMP模拟废水研究35-48
• 3.1 实验材料和方法35
• 3.2 运行条件对电解反应效果的影响35-39
• 3.2.1 溶液pH的影响35-36
• 3.2.2 电导率的影响36-37
• 3.2.3 粒子电极投加量的影响37-38
• 3.2.4 电流强度的影响38-39
• 3.3 最优条件的处理效果39
• 3.4 与活性炭粒子电极的对比39-40
• 3.5 宏观反应动力学分析40-46
• 3.5.1 反应级数的确定40-41
• 3.5.2 线性假设的显著性检验41-42
• 3.5.3 宏观动力学模型的建立42-46
• 3.5.4 回归系数的区间估计46
• 3.6 小结46-48
• 第4章 软锰矿粒子电极各组分对电解反应的影响48-57
• 4.1 实验材料和方法48-49
• 4.1.1 实验材料48-49
• 4.1.2 实验方法49
• 4.2 粒子电极不同活性组分对活性氯产生规律的影响49-51
• 4.3 粒子电极不同活性组分对SMP模拟废水降解规律的影响51-54
• 4.3.1 石墨对SMP模拟废水降解规律的影响51-52
• 4.3.2 MnO_2对SMP模拟废水降解规律的影响52-53
• 4.3.3 Fe_2O_3对SMP模拟废水降解规律的影响53-54
• 4.4 SMP分子的结构变化54-56
• 4.5 小结56-57
• 第5章 软锰矿粒子电极三维电极法处理钻井废水研究57-62
• 5.1 实验材料57-58
• 5.1.1 实验药品及器材57
• 5.1.2 钻井废水水质57-58
• 5.2 三维电极法处理钻井废水58-59
• 5.3 三维电极联合臭氧氧化法处理钻井废水59-61
• 5.4 小结61-62
• 第6章 结论与建议62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 建议63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王树藩;;电极事故分析及防断方法[J];铁合金;1988年03期

2 王延龄,王琦,张仕定;关于加罩电极罩作用机理的讨论[J];光谱学与光谱分析;2003年06期

3 沈国励,韩梅,刘虹,俞汝勤;维生素B_6选择性电极的研究[J];高等学校化学学报;1985年10期

4 潘玲;电极法测定粮食中氟的若干问题探讨[J];江苏环境科技;1994年01期

5 杜宝中,鲁国民,薛力;以锑电极作参比电极测定废水中硫化物[J];分析试验室;2002年01期

6 王莉;于寿进;;水中氟化物电极法测定的改进[J];江苏预防医学;2007年03期

7 杨伯宇;李春塘;宦国禾;;赖氨酸细菌电极的研制和应用[J];离子选择电极通讯;1984年04期

8 徐芬,沈国励,俞汝勤,谢锦云,张梅芬;动物组织膜L-维生素C电极的研究[J];药学学报;1990年05期

9 孙长清;许宏鼎;高茜;王成顺;周慧;;双酶麦芽糖电极的研制与应用[J];化学传感器;1990年01期

10 李党生,刘伟;氟电极直接电位法测铝[J];河南化工;1995年11期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 于海忠;;电极法测定氯离子浓度在大连地区的正常分布[A];中国输血协会第四届输血大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 卢强;涂层钛电极的制备及其降解废水中硝基苯的研究[D];南京理工大学;2011年

2 毕强;电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究[D];西安建筑科技大学;2014年

3 李东辉;电化学传感器在药物及食品分析中的应用[D];东北大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 马千驰;稀土镱修饰PbO_2电极的制备及电化学降解全氟羧酸的应用研究[D];山东大学;2016年

2 肖惠文;软锰矿粒子电极用于高含氯废水的处理研究[D];西南石油大学;2016年

3 张铁明;掺杂含氟β-PbO_2电极的制备及电催化性能研究[D];浙江工业大学;2009年

4 张其林;Ti/SnO_2-Sb_2O_3-CeO_2电极材料的制备及其电催化降解己内酰胺废水的研究[D];中南大学;2011年

5 张东霞;溶胶—凝胶化学修饰碘电极的制备、性能及应用研究[D];西安理工大学;2007年

6 王勋华;新型β-PbO_2电极的制备及电催化性能研究[D];浙江工业大学;2010年

7 厉炯慧;In掺杂Ti/Sb-SnO_2电催化电极的制备及其性能研究[D];浙江工业大学;2010年

8 任之;钛基二氧化钛、二氧化锡电极的制备及性能研究[D];东北大学;2008年

9 辛岳红;难降解有机废水处理用新型粒子催化电极材料的制备及其电催化活性研究[D];北京化工大学;2009年

10 李文卫;废水生物电极反硝化模型研究[D];湖南大学;2005年

，

本文编号：558898