微电解方法的原理研究、性能拓展及在难降解废水处理中的应用

发布时间：2021-08-27 22:00

　　微电解方法在难降解废水领域已经得到了广泛的研究和应用,但仍需对微电解方法包含的基础性机理问题进行深入地探索,并针对特定领域难降解废水进行性能拓展。本论文围绕微电解方法的原理与性能拓展,分别设计了双极分离式电化学反应槽、群效应验证反应槽,对内电解过程中阴阳极的电化学行为、功率特性及对污染物降解性能进行了研究,发现了内电解反应器内部铁碳颗粒间普遍存在的漏电现象、双极还原现象、群效应现象,分别能提供微电解还原有机物高效的途径与较高的局部电位,是微电解降解有机物的重要现象,并广泛存在于微电解方法中,同时在曝气微电解过程中,也具有积极的意义。基于对上述机理的研究结果,对微电解方法进行了有效拓展,发展了多种组合微电解工艺,并用于特定难降解废水的处理。针对熟化垃圾渗滤液设计了序批式内电解反应器,采用先还原再氧化的方法,实现了渗滤液的达标处理;针对医药中间体废水设计了内电解-接触氧化工艺,并顺利运行;针对微电解的电子供给瓶颈,引入外加微压,进行曝气电解,设计了基于泡沫铜材料的气体扩散电极电解反应器,并对其降解效果、降解机理进行了初步研究。本论文主要的研究工作分为以下三部分:一、微电解还原原理与氧化原理... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要缩写及符号对照表
第一章 绪论
    1.1 微电解-重要的废水处理技术
    1.2 微电解机理
        1.2.1 零价铁的还原作用
        1.2.2 氢的还原作用
        1.2.3 电场作用
        1.2.4 铁离子的混凝作用
        1.2.5 吸附作用
    1.3 微电解的影响因素
        1.3.1 pH值
        1.3.2 HRT
        1.3.3 铁碳比与填充比
        1.3.4 其它影响因素
    1.4 常见难降解废水的微电解处理工艺
        1.4.1 印染废水
        1.4.2 医药废水
        1.4.3 农药废水
        1.4.4 电镀废水
        1.4.5 焦化废水
        1.4.6 垃圾渗滤液
    1.5 微电解方法的发展
        1.5.1 双金属内电解
            1.5.1.1 铁-钯
            1.5.1.2 铁-铜
            1.5.1.3 铁-镍
            1.5.1.4 铁-硅
            1.5.1.5 其它双金属
        1.5.2 纳米铁nZVI内电解
        1.5.3 多方法联合
            1.5.3.1 内电解法-生物技术的耦合
            1.5.3.2 内电解法-Fenton方法的组合
        1.5.4 其它改进措施
    1.6 论文选题的意义及研究方案
        1.6.1 课题意义
        1.6.2 研究方案
第二章 微电解原理研究
    2.1 前言
        2.1.1 2,4-二氯苯酚
        2.1.2 本研究的目的
    2.2 实验方法与步骤
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验装置
        2.2.3 电化学测定
        2.2.4 其它参数的测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 还原原理
            2.3.1.1 2,4-DCP在电极上的还原
            2.3.1.2 不同阴阳极电极材料间的电位
            2.3.1.3 不同阴阳极电极材料间的电荷迁移
            2.3.1.4 电容性现象
            2.3.1.5 微电解原电池的功率特性
            2.3.1.6 微电解原电池的漏电现象
            2.3.1.7 基于功率特性曲线的铁碳内电解反应器功率估算
            2.3.1.8 双极（槽）同步降解 2,4-DCP现象
            2.3.1.9 微电解粒子群效应现象
        2.3.2 氧化原理
    2.4 本章小结
第三章 组合内电解工艺处理难降解废水研究
    3.1 前言
        3.1.1 熟化垃圾渗滤液的特点
        3.1.2 本研究的目的
    3.2 实验方法与步骤
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 序批式内电解装置
        3.2.3 序批式内电解实验步骤
        3.2.4 渗滤液性质测定
        3.2.5 显著性差异分析
    3.3 序批式内电解处理垃圾渗滤液
        3.3.1 渗滤液进水水质
        3.3.2 序批式内电解反应器设计
        3.3.3 组合内电解原理
        3.3.4 序批式内电解工艺的影响因素
            3.3.4.1 pH值
            3.3.4.2 铁碳比
            3.3.4.3 填充比
            3.3.4.4 循环使用次数
            3.3.4.5 曝气量
            3.3.4.6 外加H2O2
        3.3.5 序批式内电解降解熟化垃圾渗滤液的效果
        3.3.6 序批式内电解与传统处理工艺的比较
        3.3.7 序批式内电解反应器的机理
    3.4 组合内电解工艺处理难降解废水的工程实践
        3.4.1 废水的组成
        3.4.2 废水处理工艺
            3.4.2.1 预处理工艺设计
            3.4.2.2 生物处理工艺设计
            3.4.2.3 工艺流程
            3.4.2.4 主要指标
    3.5 组合内电解工艺存在的不足
    3.6 本章小结
第四章 新型泡沫铜气体扩散电极微电压电解初探
    4.1 前言
        4.1.1 新型泡沫铜材料
        4.1.2 研究内容
        4.1.3 本研究的目的
    4.2 实验方法与步骤
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验装置
        4.2.3 实验步骤
            4.2.3.1 泡沫铜阴极气体扩散电解实验
            4.2.3.2 Fe~(2+)/ Fe~(3+)增强泡沫铜阴极气体扩散电解实验
        4.2.4 测定方法
            4.2.4.1 水质指标的测定
            4.2.4.2 过氧化氢的测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 泡沫铜的表面形貌
        4.3.2 泡沫铜气体扩散反应器对活性艳红X-3B色度的去除
        4.3.3 活性艳红X-3B的降解过程初步研究
        4.3.4 降解机理的推断
            4.3.4.1 H_2O_2浓度
            4.3.4.2 降解产物
            4.3.4.3 泡沫铜电极的影响
        4.3.5 泡沫铜电极与普通铜电极的比较
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
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【参考文献】：
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本文编号：3367170