难生化降解芳香化合物废水的电催化处理

经氟树脂改性的β-PbO₂电极作为新型阳极,对几种含典型难生化降解芳香化合物,苯胺、氯苯、对氯苯酚、对硝基酚的模拟废水进行了电催化降解.结果表明,在0.25A的电流下处理2h,目标有机物去除率达到75%～100%,COD去除率为20%～55%.处理效果:苯胺＞氯苯＞对氯苯酚＞对硝基酚.较高的电流和有机物初始浓度更有利于有机物的降解.检测到了降解的共同中间产物对苯醌、反丁烯二酸、草酸,提出了芳香有机物电催化降解反应的共同历程.     

电解对氯苯酚稀水溶液中脱氯降解机理研究

利用石墨电极进行了多种条件下对氯苯酚水溶液的电解研究。研究结果表明,CODCr去除率和脱氯率随电压的升高呈先升高后下降的趋势、随对氯苯酚质量浓度的升高呈指数下降、随溶液pH的升高而升高。碱性条件下电解效果明显优于中性和酸性条件。在电压为10V,pH≈12,电解100mg L的对氯苯酚溶液2h后,CODCr去除率可达52 94%,脱氯率达52 8%。由脉冲辐解瞬态吸收光谱可知,中性、酸性条件下降解机制均为OH·自由基的作用,经过瞬态分子OH-adducts(OH加合物)的中间产物进一步氧化降解;碱性条件下通过OH·自由基和对氯苯酚氧基负离子的阳极直接失电子氧化作用2种降解机制,经过瞬态分子氯代酚氧自由基中间产物氧化降解对氯苯酚,产物分析结果显示生成了对苯二酚和苯醌等中间产物。      

Pd/C气体扩散电极用于电生成H2O2降解苯酚的研究

采用自制的Pd/C气体扩散阴极和Ti/IrO2/RuO2阳极,在无隔膜电解槽中对苯酚模拟废水降解效果及机制进行了研究,采用电子自旋共振法(ESR)对电解体系中产生的羟自由基(·OH)进行了检测.结果表明,在Pd/C气体扩散体系中掺杂Pd催化剂可以促进H2 O2的生成(H2 O2的稳定浓度是7.5 mg/L),有利于·OH的产生.经电化学氧化处理120 min后,苯酚和COD的去除率分别达到97.2%和50%,表明在电催化氧化过程中苯酚被氧化生成了大量低分子量中间产物.废水的BOD5/COD值达到0.73是处理前的9.1倍,苯酚废水的可生化降解性通过电化学氧化处理后显著提高.在该电化学体系中苯酚的降解是在阳极直接、间接氧化及阴极产生的H2 O2、·OH的氧化共同作用下完成的.通过对紫外扫描光谱图的分析推断出苯酚在电解过程中有醌类物质生成;由GC-MS检测到了邻苯二酚、对苯二酚、苯醌等芳香族化合物和己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸等短链羧酸,据此提出了苯酚降解的可能历程.     

光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究

以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H₂O₂体系中降解实际油田采油废水的效率.研究了实际高含氯采油废水在TiO₂悬浮态光电催化反应器中的降解动力学.结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有机污染物的降解效率.光电催化/H₂O₂体系中由于在紫外光的照射下H₂O₂分解为大量的·OH从而使得降解效率在短时间内大大提高.同时详细研究了采油废水的初始ρ(COD_Cr),槽电压和溶液pH等对光电催化降解的影响.      

光、电催化氧化降解染料废水的研究

在光催化剂的参与下,光催化产生·OH、·O2-等自由基,电催化产生·OH、OH-等自由基,这些自由基是水系中存在的氧化能力最强的氧化剂.本实验将光、电协同催化应用于直接深兰L废水的处理上,研究了影响染料废水脱色(降解)的有关因素.表明了在电场作用下,光催化氧化的效果将得到加强,从而大大提高了染料废水的降解速率.     

三维电极电催化氧化处理邻氯苯胺废水的研究

文章用粉末状活性炭作为三维电极电化学反应器的粒子电极,选择石墨板和不锈钢板分别作为阳极和阴极,组成三维电极电化学反应器。文章研究了三维电极电化学反应器对邻氯苯胺废水的电催化氧化效果,探讨了槽电压、溶液初始pH、电解时间、支持电解质浓度、电极极板间距等影响因素对邻氯苯胺废水COD的去除效果。实验结果表明:当槽电压为15.0 V,溶液初始pH为3.0,支持电解质浓度为0.10 mol/L,极板间距为2 cm,电解时间为30 min时,邻氯苯胺废水的COD去除率达到97.50%。通过紫外-可见光光谱扫描发现,由于三维电极电催化氧化作用,邻氯苯胺的苯环断裂,生成一些脂肪族物质。谱图在250~350 nm波长范围内并无其他吸收峰出现,说明溶液在降解过程中并没有生成其他大分子物质。从而证实了三维电极电化学反应器对邻氯苯胺有很好的降解效果。     

苯酚在氯离子体系中的电化学氧化研究

研究了用Ti/RuO2-IrO2三元电极作阳极电解处理人工合成苯酚废水时Cl-初始浓度对处理效果的影响。结果表明,在一定的电解时间范围内苯酚在阳极上的电化学氧化符合一级动力学关系;废水中Cl-的初始浓度越大,苯酚完全被电化学氧化所需的时间也越短,其表观速度常数越大,电解中间体的生成和降解速率也越大。采用HPLC、GC/MS等方法鉴定出苯酚在Cl-体系下降解的中间产物主要有4-氯苯酚,1-氯苯酚,2,4-二氯苯酚,2,6二氯苯酚,2,4,6-三氯苯酚、各种短链脂肪酸及氯代醇等;最终产物是CO2、CHCl2和CHCl3。依此推导出了苯酚在Cl-体系下电化学降解的途径。     

复极性三维电极电解法去除表面活性剂的研究

对复极性三维电极电解法处理阴离子表面活性剂废水进行了正交试验的研究,探讨了反应动力学及反应机理,结果表明该法是处理表面活性剂废水的有效方法。最佳的运行参数是填料为活性炭和玻璃珠体积比为2:1的混合填料,LAS初始浓度C0=250mg/L,pH=2,U=30V,t=60min,在该工况下LAS去除率可达90.6%。该法降解LAS的反应符合二级动力学。LAS的氧化降解的反应历程分为两步:LAS先被氧化降解为小分子的有机物(中间产物),接着,中间产物被无机化。经过120min的电解反应,中间产物的残留量较少。UV光谱分析证明石墨电极电解体系能够将LAS中的苯基氧化破坏。     

蒽的不完全臭氧氧化及中间产物特性分析

对蒽进行了臭氧不完全氧化实验研究,利用HPLC、UV、TOC监测了臭氧氧化过程中发生的变化.结果表明,蒽被臭氧降解时有中间产物生成,臭氧可以与中间产物继续作用,但是难以使之矿化.另外,氧化体系中水溶性有机物的TOC变化及其对活性污泥OUR的影响结果表明,臭氧氧化改善了蒽的可生化降解性.因此,臭氧氧化与生物降解组合技术,有望成为处理废水中蒽的经济有效方法.     

含钛高炉渣制光催化剂降解水中2,4-二氯酚的研究

以攀钢含钛高炉渣为原料制备了光催化剂,并将其用于降解水中2,4-二氯酚,研究了光催化剂投加量、光照强度、反应物浓度、反应时间对2,4-二氯酚降解率的影响。结果表明:高炉渣制光催化剂对2,4-二氯酚具有良好的光催化效果,在催化剂投加量为0.3g/L,光照时间为2h的条件下,浓度为50mg/L的2,4-二氯酚的降解率达到了77.1%。通过反应的动力学分析,确立出高炉渣制光催化剂对水中2,4-二氯酚的降解反应为一级反应。对2,4-二氯酚的光催化降解产物进行分析发现,苯环上的C—Cl键被光催化剂产生的羟自由基·OH氧化断裂,氯取代基成为游离Cl-存在于溶液中,2,4-二氯酚被·OH降解生成中间小分子有机产物,这些小分子有机物再进一步被光催化降解。