三维电极法处理酸性橙7（AO7）模拟染料废水的研究

发布时间：2017-12-08 12:09

  本文关键词：三维电极法处理酸性橙7（AO7）模拟染料废水的研究

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【摘要】：染料废水具有高色度、高COD、强稳定性、难生物降解等特点,传统的废水处理技术不能实现其高效处理。三维电极法具有氧化降解能力强、处理效率高、无二次污染且可提高废水可生化性等特点,常用于处理难生物降解废水,在染料废水处理方面具有广阔应用前景。本论文采用三维电极法处理AO7模拟染料废水,研究了负载TiO_2和SnO_2的颗粒活性炭(Ti/Sn-GAC)作为粒子电极对模拟废水的处理效果,利用正交实验优化电化学降解AO7的实验条件,并对AO7分子的降解途径进行了分析,为三维电极法在实际染料废水中的应用提供科学依据。本文主要研究结论如下:(1)对比三维电极法、二维电极法和吸附法处理AO7模拟染料废水的效果,结果显示三维电极体系对AO7的脱色率和COD去除率为57.12%和30.28%,分别比二维体系高30.03和23.94个百分点,三维电极体系的瞬时电流效率(ICE)优于二维电极体系,证明粒子电极的填充有效提高了电流效率,有利于AO7的降解;连续20次序批实验对比三维电极法和吸附法,结果显示经三维电极法电解后的模拟废水的脱色率和COD去除率为55.66%和33.55%,比吸附法高35.21和14.78个百分点。三维电极法对AO7模拟染料废水有更好的处理效果。(2)在颗粒活性炭(GAC)上负载TiO_2和SnO_2形成新型粒子电极Ti/Sn-GAC,通过对GAC和Ti/Sn-GAC进行表征,确定成功的将TiO_2和SnO_2负载到GAC表面。分别以GAC和Ti/Sn-GAC为粒子电极处理AO7模拟染料废水,结果表明,以Ti/Sn-GAC为粒子电极的三维电极体系对AO7模拟染料废水的脱色率和COD去除率分别比GAC为粒子电极的三维电极体系高18.04和11.72个百分点。GAC表面负载TiO_2和SnO_2可以强化系统对模拟废水的处理效果。(3)在以Ti/Sn-GAC为粒子电极的三维电极反应器中,选择电压梯度、粒子电极用量、pH、电解时间和电解质浓度进行五因素四水平的正交实验,对AO7的降解条件进行优化。结果表明,反应时间和粒子电极用量是影响AO7降解效果的最重要因素,同时确定降解的最优条件为电压梯度1V/cm,粒子电极用量200g/L,电解质浓度0.07mol/L,pH为3,反应时间120min。此时AO7的脱色率为84.74%,COD去除率为51.37%。AO7模拟染料废水的脱色和COD的去除过程均符合一级动力学。(4)结合紫外可见光谱(UV-Vis)和气质联用(GC-MS)技术,分析鉴定AO7分子在三维电极反应器中可能的降解途径。结果表明AO7分子首先降解为芳香族化合物,之后开环生成小分子的酸、醇和烷烃等,最终被矿化生成CO_2,H_2O和无机盐。(5)检测电解过程中BOD_5/COD的值,结果表明,初始AO7模拟染料废水的BOD_5/COD的值仅为0.07(0.30),难生化处理。随着反应时间的增加,BOD_5/COD的值不断增高,当反应时间达到120 min时,BOD_5/COD的值达到0.41(0.30),废水的可生化性有了很大程度的提高,可以实现后续的生物法处理。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

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本文编号：1266324