关于采用三维电解对印染废水处理的增强效果研究
发布时间：2020-10-14 04:46
【摘要】：目前我国正面临着越来越多的环境安全问题,工业生产中产生的大量废物已经对我们的环境和人体安全造成了严重的威胁。印染废水作为一种典型的工业废水,具有产生量大,化学稳定性高并且难以降解的特点,严重威胁自然环境和人体安全。因此,高效处理印染废水对于污水治理来说具有重要意义。本文以罗丹明B为主要目标污染物,采用三维电解法对模拟印染废水进行降解,研究内容主要如下:研究了三组电极对和三种电解质对罗丹明B的降解效果。研究表明,在使用催化(Ti/Ru-Ir-SnO_2)-钛电极对和以氯化钠作为电解质的条件下罗丹明B去除率最好。通过对极板的SEM-EDS表征和电化学性能测试可知,催化极板的催化和耐腐蚀性能最佳。因此,确定以催化极板为阳极,钛极板为阴极,氯化钠为电解质构建三维电解反应器。制备GAC-Mn、GAC-Mn/Sn、GAC-Mn/Sb型粒子和γ-Al_2O_3-Mn、γ-Al_2O_3-Mn/Sn、γ-Al2O3-Mn/Sb型粒子,并对其进行SEM-EDS和XRD表征。通过比较不同粒子条件下罗丹明B的降解效果判断GAC-Mn/Sn型粒子为最佳粒子电极,应用响应曲面法确定在该粒子条件下的三维电解法降解罗丹明B的最佳实验条件为初始浓度300 mg/L,外加电压8.73 V、粒子投加量6.49 g、电解质浓度为0.74 g/L。此条件下罗丹明B的去除率为96.45%,处理能耗为48 kW·h,折算处理成本为33.6元/kg。对GAC-Mn/Sn进行多次试验,验证了该粒子电极的重复使用性和稳定性。研究了三维电解法对甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和甲基紫(MV)三种不同结构染料物质的降解效果。结果表明,三维电解法对三种染料均有较好的降解效果。通过电解实验确定最佳电解时间30 min,静态生化实验确定最佳生化处理时间12 h来设计动态三维电解联合好氧生化处理装置,联合处理后罗丹明B的去除率和COD降解率分别达到98.2%和99.1%。通过UV-vis和UPLC-MS对处理前后的水样进行分析,探讨了罗丹明B的降解机理,处理后的罗丹明B产物主要是邻苯二甲酸和苯甲酸等物质。三维电解法去除罗丹明B的反应过程符合一级反应动力学模型。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X791
【图文】：
3）分别以罗丹明 B 模拟废水的初始浓度、外加电压、最佳粒子投加量浓度为变量考查三维电解体系对降解效果的影响，并应用响应面法优中ehnken 算法优化各个因素，得到最佳的反应条件，并进行处理成本和反分析；4）对印染废水中较为典型的其他物质如亚甲基蓝、甲基橙、甲基紫进验，验证三维电解反应体系对其他几种染料处理的适用性。5）将三维电解法与好氧活性污泥法联合处理罗丹明 B 废水。设计并建解-好氧活性污泥动态实验，考查对罗丹明 B 浓度和 COD 的去除效果。6）通过紫外-分光全波段扫描（Ultraviolet–visible spectroscopy，UV- 和 超 高 效 液 相 色 谱 - 质 谱 联 用 仪 （ Ultra performance liqatography-mass spectrometer，UPLC-MS）对罗丹明 B 的降解机理和过程。技术路线研究技术路线如下所示。
图 2-1 电解装置图Fig. 2-1 Electrolytic device diagram1.电源；2.阳极板；3.阴极板；4.气泡；5.导电粒子；6.孔板；7.流量计；8.空气泵实验内容与方法 三组电解体系对罗丹明B的降解效果本章设计了三组不同的电解体系对目标污染物罗丹明 B 模拟废水进行对比。三组电解体系分别为催化阳极：钛阴极（催化-钛）、不锈钢阳极（不锈钢-钛）、钛阳极：钛阴极（钛-钛）。在 60 min 电解时间内，钟取 2 mL 电解溶液置于比色管中稀释 25 倍，用紫外分光光度计在 5下测定其吸光度，以此计算罗丹明 B 去除率来确定对处理效果最佳的。 阳极板电化学性能分析
图 2-2 电化学分析原理图Fig. 2-2 Electrochemical test device schematic1 电极测试前预处理了实验数据的准确性，需要对辅助电极和工作电极进行预处理。片电极：将铂片电极置于酒精灯外焰上进行灼烧，去除其表面附着的馏水冲洗干净。锈钢电极、钛电极：用砂纸进行轻微打磨，去除其表面的氧化物后干净即可。化阳极：为避免破坏极板表面的金属氧化物涂层，只需用蒸馏水进行洁净。2 循环伏安曲线测试用循环伏安法（Cyclic Voltammetry，简称 CV）可以根据伏安曲线形状来分析电化学反应的氧化还原机理以及反应的可逆性[57]。环伏安曲线上出现波峰，则表明在此位置上的电流增大，对有机物
【参考文献】
本文编号：2840204
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X791
【图文】：
3）分别以罗丹明 B 模拟废水的初始浓度、外加电压、最佳粒子投加量浓度为变量考查三维电解体系对降解效果的影响，并应用响应面法优中ehnken 算法优化各个因素，得到最佳的反应条件，并进行处理成本和反分析；4）对印染废水中较为典型的其他物质如亚甲基蓝、甲基橙、甲基紫进验，验证三维电解反应体系对其他几种染料处理的适用性。5）将三维电解法与好氧活性污泥法联合处理罗丹明 B 废水。设计并建解-好氧活性污泥动态实验，考查对罗丹明 B 浓度和 COD 的去除效果。6）通过紫外-分光全波段扫描（Ultraviolet–visible spectroscopy，UV- 和 超 高 效 液 相 色 谱 - 质 谱 联 用 仪 （ Ultra performance liqatography-mass spectrometer，UPLC-MS）对罗丹明 B 的降解机理和过程。技术路线研究技术路线如下所示。
图 2-1 电解装置图Fig. 2-1 Electrolytic device diagram1.电源；2.阳极板；3.阴极板；4.气泡；5.导电粒子；6.孔板；7.流量计；8.空气泵实验内容与方法 三组电解体系对罗丹明B的降解效果本章设计了三组不同的电解体系对目标污染物罗丹明 B 模拟废水进行对比。三组电解体系分别为催化阳极：钛阴极（催化-钛）、不锈钢阳极（不锈钢-钛）、钛阳极：钛阴极（钛-钛）。在 60 min 电解时间内，钟取 2 mL 电解溶液置于比色管中稀释 25 倍，用紫外分光光度计在 5下测定其吸光度，以此计算罗丹明 B 去除率来确定对处理效果最佳的。 阳极板电化学性能分析
图 2-2 电化学分析原理图Fig. 2-2 Electrochemical test device schematic1 电极测试前预处理了实验数据的准确性，需要对辅助电极和工作电极进行预处理。片电极：将铂片电极置于酒精灯外焰上进行灼烧，去除其表面附着的馏水冲洗干净。锈钢电极、钛电极：用砂纸进行轻微打磨，去除其表面的氧化物后干净即可。化阳极：为避免破坏极板表面的金属氧化物涂层，只需用蒸馏水进行洁净。2 循环伏安曲线测试用循环伏安法（Cyclic Voltammetry，简称 CV）可以根据伏安曲线形状来分析电化学反应的氧化还原机理以及反应的可逆性[57]。环伏安曲线上出现波峰，则表明在此位置上的电流增大，对有机物
【参考文献】
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1 薛懂;李长波;张洪林;刘邓超;姜虎生;李夏;;絮凝-Fenton试剂氧化处理印染废水[J];环境工程学报;2014年09期
2 闫茜;王立章;李鹏;田娟;芦兆青;;废水处理三维电极体系中填料的选择评价方法[J];化工环保;2013年06期
3 陈文运;崔喜勤;余深钰;郭秀忠;;印染废水处理工艺系统优化的探讨[J];中国环保产业;2013年08期
4 赵锐柏;薛永杰;焦伟丽;;电絮凝法处理印染废水的研究[J];广东化工;2013年06期
5 季跃飞;魏杰;王东田;;4种DSA阳极的制备及其电催化性能比较[J];过程工程学报;2012年02期
6 赵佳树;魏刚;曾海燕;乔宁;;电催化-生化法处理印染废水零排放工艺研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2012年02期
7 孙颖;;二维与三维电解法处理含铜废水的试验研究[J];中国环境管理干部学院学报;2011年05期
8 于清跃;;印染废水处理研究进展[J];工业安全与环保;2011年08期
9 梁佳;曹明明;;印染废水特点及其处理技术[J];地下水;2011年02期
10 杨纪伟;武燕蕾;田婵婵;赵美英;;三维电极法深度处理城市污水处理厂二级出水[J];人民黄河;2011年01期
本文编号：2840204
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