氨氮的电化学氧化技术及其应用研究
发布时间：2023-06-28 04:51
本文从电化学反应具有氧化和微气泡同步发生的特点出发,提出对电化学氧化氨氮和活性污泥的电解浮选进行研究。对氨氮电化学氧化的影响因素,电极表征,氨氮电化学氧化特征、降解机理、产物和动力学,电极材料研制,电解浮选进行活性污泥固液分离进行了系统的研究,并设计了新型的化学强化生物流化复合反应器,用于污水处理。获得的主要结论如下: 电极反应是氨氮电化学反应的控速步骤;电流密度、氯离子浓度、电极材料是影响氨氮电化学氧化去除的主要因素;初始水温和极板间距的影响不大;弱碱性条件下,有利于氨氮的氧化去除;Mg2+、Ca2+、Sn2+、Fe2+、Al3+等金属离子,HCO3-、CO32-和NO3-等阴离子对氨氮去除的影响比较小;SO42-和PO43-对氨氮去除影响较大,NO...
【文章页数】：209 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 氨氮废水处理方法的研究现状
1.2.1 氨氮的来源、种类和危害
1.2.2 氨氮废水的处理方法
1.3 电化学氧化法的研究现状与发展趋势
1.3.1 电化学氧化性能研究
1.3.2 电化学氧化机理研究
1.3.3 电催化阳极制备研究
1.3.4 电化学氧化法的发展趋势
1.3.5 氨氮电化学氧化存在的问题
1.4 电解浮选的研究现状与发展趋势
1.5 研究目的及内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 技术路线
1.5.3 研究内容
第2章 电化学氧化去除氨氮的研究
2.1 试验装置和方法
2.1.1 试验装置和工艺流程
2.1.2 试验用水
2.1.3 水质指标测定
2.1.4 参数计算方法
2.2 氨氮直接电化学氧化去除的研究
2.3 氨氮间接电化学氧化去除的研究
2.3.1 循环流量的影响
2.3.2 电流密度的影响
2.3.3 初始氯离子浓度的影响
2.3.4 初始水温的影响
2.3.5 pH 值的影响
2.3.6 氨氮浓度的影响
2.3.7 极板间距的影响
2.3.8 阳极极板材料的影响
2.3.9 阳离子的影响
2.3.10 阴离子的影响
2.3.11 COD、氨氮的电化学氧化竞争去除研究
2.4 氨氮电化学氧化去除与化学氧化去除的对比研究
2.5 本章小结
第3章 电极表征及氨氮电化学氧化特征的研究
3.1 引言
3.2 电极性能表征和氨氮电化学氧化特征研究方法
3.2.1 电极的物理性能测试
3.2.2 电极的电化学性能测试
3.2.3 氨氮电化学氧化特征
3.3 电极表面涂层的形貌分析
3.4 电极表面涂层的成分分析
3.5 电极电化学性能分析
3.5.1 析氧过电位
3.5.2 析氯过电位
3.5.3 Fe(CN)6
3-/Fe(CN)6
4-氧化还原电对的循环伏安行为
3.5.4 Tafel 测试
3.5.5 电极强化寿命试验与失效原因分析
3.6 氨氮电化学氧化特征分析
3.6.1 Ti 基涂层电极在Na2SO4 体系中的氨氮电化学氧化过程
3.6.2 Ti 基涂层电极在NaCl 体系中的氨氮电化学氧化过程
3.7 本章小结
第4章 氨氮电化学氧化的机理及动力学研究
4.1 氨氮电化学氧化机理推测
4.1.1 氨氮直接氧化
4.1.2 氨氮间接氧化
4.2 电化学氧化过程中活性物质的测定
4.2.1 羟基自由基(HO·)的测定
4.2.2 游离氯的测定
4.3 氨氮电化学氧化过程中产物分析
4.3.1 (亚)硝酸根的产生
4.3.2 氯胺的产生
4.4 氨氮电化学氧化途径与产物归趋
4.4.1 氨氮电化学氧化途径
4.4.2 氨氮电化学氧化产物归趋
4.5 氨氮电化学氧化去除的动力学研究
4.5.1 传质过程对反应速率的影响
4.5.2 温度对反应速率的影响
4.5.3 电流密度对反应速率的影响
4.5.4 初始氨氮浓度对反应速率的影响
4.5.5 初始氯离子浓度对反应速率常数的影响
4.5.6 (恒定)pH 值对反应速率常数的影响
4.5.7 硫酸根浓度对反应速率常数的影响
4.5.8 动力学方程
4.6 本章小结
第5章 高氧超DSA 阳极的制备与性能检测
5.1 阳极材料的制备
5.1.1 试验设备和材料
5.1.2 阳极材料的制备方法
5.2 锡锑阳极的性能检测
5.2.1 电化学氧化去除氨氮的性能
5.2.2 电极的电化学性能测试
5.3 阳极制备条件的优化
5.3.1 母液中HCl 含量的影响
5.3.2 烘干温度和时间的影响
5.3.3 热分解温度的影响
5.3.4 中间层的影响
5.3.5 溶剂组分的影响
5.3.6 Sn、Sb 元素配比的影响
5.3.7 Sn、Sb、Ce 元素配比的影响
5.4 锡锑阳极性能研究
5.4.1 电化学氧化去除氨氮的性能
5.4.2 电极的电化学性能
5.5 制备电极的前驱物价格对比
5.6 本章小结
第6章 氨氮电化学氧化技术在污水处理中的应用研究
6.1 电化学氧化技术固液分离效果的研究
6.1.1 试验装置和方法
6.1.2 电解浮选反应器结构参数的优化
6.1.3 电解浮选反应器运行参数的优化
6.1.4 电解浮选影响因素的正交试验
6.1.5 电解浮选的能耗
6.1.6 SS 去除的动力学研究
6.2 复合反应器的设计及运行研究
6.2.1 一体化复合反应器的设计
6.2.2 试验装置流程及测试方法
6.2.3 复合反应器的启动及运行
6.2.4 CODcr 去除效果
6.2.5 NH4
+-N 去除效果
6.3 能耗及应用场合分析
6.4 复合反应器运行中存在的问题
6.5 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3836014
【文章页数】：209 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 氨氮废水处理方法的研究现状
1.2.1 氨氮的来源、种类和危害
1.2.2 氨氮废水的处理方法
1.3 电化学氧化法的研究现状与发展趋势
1.3.1 电化学氧化性能研究
1.3.2 电化学氧化机理研究
1.3.3 电催化阳极制备研究
1.3.4 电化学氧化法的发展趋势
1.3.5 氨氮电化学氧化存在的问题
1.4 电解浮选的研究现状与发展趋势
1.5 研究目的及内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 技术路线
1.5.3 研究内容
第2章 电化学氧化去除氨氮的研究
2.1 试验装置和方法
2.1.1 试验装置和工艺流程
2.1.2 试验用水
2.1.3 水质指标测定
2.1.4 参数计算方法
2.2 氨氮直接电化学氧化去除的研究
2.3 氨氮间接电化学氧化去除的研究
2.3.1 循环流量的影响
2.3.2 电流密度的影响
2.3.3 初始氯离子浓度的影响
2.3.4 初始水温的影响
2.3.5 pH 值的影响
2.3.6 氨氮浓度的影响
2.3.7 极板间距的影响
2.3.8 阳极极板材料的影响
2.3.9 阳离子的影响
2.3.10 阴离子的影响
2.3.11 COD、氨氮的电化学氧化竞争去除研究
2.4 氨氮电化学氧化去除与化学氧化去除的对比研究
2.5 本章小结
第3章 电极表征及氨氮电化学氧化特征的研究
3.1 引言
3.2 电极性能表征和氨氮电化学氧化特征研究方法
3.2.1 电极的物理性能测试
3.2.2 电极的电化学性能测试
3.2.3 氨氮电化学氧化特征
3.3 电极表面涂层的形貌分析
3.4 电极表面涂层的成分分析
3.5 电极电化学性能分析
3.5.1 析氧过电位
3.5.2 析氯过电位
3.5.3 Fe(CN)6
3-/Fe(CN)6
4-氧化还原电对的循环伏安行为
3.5.4 Tafel 测试
3.5.5 电极强化寿命试验与失效原因分析
3.6 氨氮电化学氧化特征分析
3.6.1 Ti 基涂层电极在Na2SO4 体系中的氨氮电化学氧化过程
3.6.2 Ti 基涂层电极在NaCl 体系中的氨氮电化学氧化过程
3.7 本章小结
第4章 氨氮电化学氧化的机理及动力学研究
4.1 氨氮电化学氧化机理推测
4.1.1 氨氮直接氧化
4.1.2 氨氮间接氧化
4.2 电化学氧化过程中活性物质的测定
4.2.1 羟基自由基(HO·)的测定
4.2.2 游离氯的测定
4.3 氨氮电化学氧化过程中产物分析
4.3.1 (亚)硝酸根的产生
4.3.2 氯胺的产生
4.4 氨氮电化学氧化途径与产物归趋
4.4.1 氨氮电化学氧化途径
4.4.2 氨氮电化学氧化产物归趋
4.5 氨氮电化学氧化去除的动力学研究
4.5.1 传质过程对反应速率的影响
4.5.2 温度对反应速率的影响
4.5.3 电流密度对反应速率的影响
4.5.4 初始氨氮浓度对反应速率的影响
4.5.5 初始氯离子浓度对反应速率常数的影响
4.5.6 (恒定)pH 值对反应速率常数的影响
4.5.7 硫酸根浓度对反应速率常数的影响
4.5.8 动力学方程
4.6 本章小结
第5章 高氧超DSA 阳极的制备与性能检测
5.1 阳极材料的制备
5.1.1 试验设备和材料
5.1.2 阳极材料的制备方法
5.2 锡锑阳极的性能检测
5.2.1 电化学氧化去除氨氮的性能
5.2.2 电极的电化学性能测试
5.3 阳极制备条件的优化
5.3.1 母液中HCl 含量的影响
5.3.2 烘干温度和时间的影响
5.3.3 热分解温度的影响
5.3.4 中间层的影响
5.3.5 溶剂组分的影响
5.3.6 Sn、Sb 元素配比的影响
5.3.7 Sn、Sb、Ce 元素配比的影响
5.4 锡锑阳极性能研究
5.4.1 电化学氧化去除氨氮的性能
5.4.2 电极的电化学性能
5.5 制备电极的前驱物价格对比
5.6 本章小结
第6章 氨氮电化学氧化技术在污水处理中的应用研究
6.1 电化学氧化技术固液分离效果的研究
6.1.1 试验装置和方法
6.1.2 电解浮选反应器结构参数的优化
6.1.3 电解浮选反应器运行参数的优化
6.1.4 电解浮选影响因素的正交试验
6.1.5 电解浮选的能耗
6.1.6 SS 去除的动力学研究
6.2 复合反应器的设计及运行研究
6.2.1 一体化复合反应器的设计
6.2.2 试验装置流程及测试方法
6.2.3 复合反应器的启动及运行
6.2.4 CODcr 去除效果
6.2.5 NH4
+-N 去除效果
6.3 能耗及应用场合分析
6.4 复合反应器运行中存在的问题
6.5 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3836014
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3836014.html
