PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

高压塑片法制备PbO2电极及其处理染料废水的研究

利用高压甥片法制备了一种新型PbO2电极,采用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,并研究了其用于处理难降解染料废水(以中性枣红为例)的降解效果.结果表明.该电极不仅具有较高的电催化活性,而且还有很好的抗腐蚀性能,适合含高盐度废水的预处理.通过与普通石墨电极的对比研究发现,该电极在染料脱色和去除COD方面都有明显的优势.在此基础上,提出了新型PbO2电极降解有机物的作用机制.     

对氯苯酚废水的电化学降解研究

实验利用电沉积法制备的不锈钢基PbO2电极,以对氯苯酚溶液为模型废水,通过静态实验研究外加电压、电解质浓度、曝气量及初始pH值对电化学氧化降解对氯苯酚效果的影响。结果表明,实验制备的PbO2电极具有较高的电催化活性,能够有效降解对氯苯酚;较低的操作电压有助于降低处理成本;随着电解质浓度和曝气量的增加,对氯苯酚去除率均呈...     

电化学催化降解水中有机污染物的研究进展

电化学法催化降解废水中的有机污染物已引起广泛兴趣。在电极的作用下 ,电化学反应和化学催化作用结合 ,可导致有机分子的电催化降解。选用合适的电极材料可以加速电化学反应速率 ,有助于有机物的电化学转化。本文讨论了提高电催化降解速率的方法 ,指出了在该领域的研究中存在的问题和发展方向     

直接电解法处理染料废水的研究

实验以Ti为基体，分别采用热分解法和阳极电沉积法制备了SnO2和PbO2电极。用XRD、SEM、XPS和稳态极化、循环伏安法分别对上述电极进行结构特性表征和电化学特性检测。实验结果表明，在相同工作条件下，SnO2电极的析氧电势比PbO2电极高300～500mV，且其作为阳极降解的直接染料(直接橙S和直接耐晒黑G)模拟废水COD值下降速度快。在模拟染料废水处理体系中，提高反应温度有利于染料的降解。SnO2电极阳极氧化染料溶液过程中，能定性检测到降解产物——CO2。     

直接电解法处理染料废水的研究

实验以Ti为基体 ,分别采用热分解法和阳极电沉积法制备了SnO2 和PbO2 电极。用XRD、SEM、XPS和稳态极化、循环伏安法分别对上述电极进行结构特性表征和电化学特性检测。实验结果表明 ,在相同工作条件下 ,SnO2 电极的析氧电势比PbO2 电极高 30 0～ 5 0 0mV ,且其作为阳极降解的直接染料 (直接橙S和直接耐晒黑G)模拟废水COD值下降速度快。在模拟染料废水处理体系中 ,提高反应温度有利于染料的降解。SnO2 电极阳极氧化染料溶液过程中 ,能定性检测到降解产物———CO2 。     

电化学催化降解水中有机污染物的研究进展

电化学去催化降解废水中的有机污染物已引起广泛兴趣。在电极的作用下，电化学反应和化学催化作用结合，可导致有机分子的电催化降解。选用合适的电极材料可以加速电化学反应速率，有助于有机物的电化学转化，本文讨论了提高电催化降解速率的方法，指出了在该领域的研究中存在的问题和发展方向。     

电催化氧化法降解苯酚废水的实验研究

应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了阳极材料、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件.在电流密度为30 mA/cm2,电解时间为80 min,电极间距离为2 cm,废水pH值在7～8之间,废水电导率为1100 μs/cm的处理条件下,苯酚的电解处理去除率可达97%以上.利用TOC测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚降解过程中的产物进行了分析.     

酸性橙7在PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极上的电催化氧化

采用PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极对酸性橙7(AO7)模拟废水进行了电解处理实验研究。考察了2种电极上不同电流密度条件下AO7的去除率、反应动力学、COD去除效果及瞬时电流效率,结果表明,在相同条件下,PbO2/Ti电极表现出更好的处理效率、更适合用于AO7的矿化。循环伏安(CV)曲线表明,PbO2/Ti电极具有更高的析氧电位且在AO7电解液中出现了氧化峰,说明PbO2/Ti电极对AO7具有更好的催化活性和直接氧化能力。紫外可见光谱对比分析表明,IrO2-Ta2O5/Ti电极对AO7的结构破坏速度缓慢且伴随苯胺等中间产物产生,对AO7的矿化程度弱。对比结果说明PbO2/Ti电极更适合于偶氮类染料废水的电催化氧化处理。     

含中间层的DSA电极电催化氧化硝基苯废水的研究

为了提高难降解有机废水的可生化性，以及更高效地去除废水中的特征污染物，同时避免二次污染，利用自制的含锡锑中间层的钌钯氧化物涂层电极对有机废水中的硝基苯进行处理，并利用SEM、XRD等方法对电极中间层、表层进行微观表征。微观测试表明，基体、中间层、表层之间结合力较强，有利于增强电极寿命；水处理实验表明，电催化氧化反应体系适合高浓度有机废水的处理，由于该反应体系需要外加电解质加强传质，这在实际运用中为废水中盐度的处理提供了一种新的途径，当电流密度为20 mA/cm²、电解质浓度为10 g/L、pH=5、极板间距=2 cm时，电催化氧化体系对硝基苯具有较高的去除效率。     

不同来源高浓度有机废水的集中处理

按照水质情况,将多种来源于不同工业生产过程中的高浓度有机废水划分为高悬浮固体乳化液废水、难生化高浓度有机废水、高悬浮固体不含油有机废水、含铬有机废水和杂质含量较少的乳化液废水5类,分别采用酸化破乳/Fen-ton氧化/混凝/絮凝、Fenton氧化/混凝/絮凝、混凝/絮凝、还原/混凝/絮凝、震动膜过滤技术作为生化预处理技术,并通过小试和中试验证了各技术的效果。实验结果表明,按照上述分类结果,采用不同预处理技术可以得到良好的效果,废水水质明显改善,满足继续生化处理的基本条件。各预处理生产装置处理效果稳定,同时生化系统已经稳定运行120天以上,COD去除率超过90%,出水经过低剂量的Fenton试剂处理后可达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2012)。     

新型二氧化铅电极处理染料废水

利用高压塑片法制备掺杂镧和活性炭以及聚四氟乙烯(PTFE)的新型二氧化铅电极,采用X衍射(XRD),循环伏安曲线(CV),扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,研究了其电催化处理有机染料废水(亚甲基蓝)的降解效果,并对反应机理进行了相关研究。研究表明,该电极具有良好的抗腐蚀能力,对亚甲基蓝具有较好的降解效果。通过与普通二氧化铅电极比较,该电极在染料脱色和去除COD方面都有较明显优势,显示出较好的工业应用前景。     

Scale-up of electrochemical oxidation system for treatment of produced water generated by Brazilian petrochemical industry

Scale-up of anodic oxidation system is critical to the practical application of electrochemical treatment in bio-refractory organic wastewater treatment. In this study, the scale-up of electrochemical flow system was investigated by treating petrochemical wastewater using platinized titanium (Ti/Pt) and boron-doped diamond (BDD) anodes. It was demonstrated that flow cell was successfully scaled-up because when it was compared with batch mode (Rocha et al. 2012b), higher performances on organic matter removal were achieved. Under the suitable operating conditions and better anode material, the chemical oxygen demand (COD) of petrochemical wastewater was reduced from 2,746 to 200 mg L^?1 within 5 h with an energy consumption of only 56.2 kWh m^?3 in the scaled-up BDD anode system. These results demonstrate that anode flow system is very promising in practical bio-refractory organic wastewater treatment.     

活性炭三维电极法处理超高盐榨菜腌制废水

将粒状活性炭作为三维电极的粒子电极处理超高盐榨菜腌制废水。采用静态实验，对比了二维电极与三维电极对该废水COD和磷酸盐的去除效果，考察了三维电极条件下极板间距、活性炭填充量、电解时间、电解电流及初始pH等对该废水COD和磷酸盐去除率的影响。结果表明：三维电极对超高盐榨菜腌制废水COD和磷酸盐的去除率明显高于二维电极；在原水pH（4．3—5．0），废水体积600mL，电流8A，活性炭填充量250g，极板间距6．5cm，电解时间150min时，处理效果良好，COD和磷酸盐去除率分别为76．47％和97．81％。由波长扫描图可初步认为部分有机物直接被氧化为二氧化碳。     

Electrochemical degradation of Acid Blue and Basic Brown dyes on Pb/PbO2 electrode in the presence of different conductive electrolyte and effect of various operating factors

Electrocatalytic degradation of Acid Blue and Basic Brown dyes from simulated wastewater on lead dioxide anode was investigated in different conductive electrolytes. It was shown that complete degradation of these dyes is dependent primarily on type and concentration of the conductive electrolyte. The highest electrocatalytic activity was achieved in the presence of NaCl (2g/l) and could be attributed to indirect oxidation of the investigated dyes by the electrogenerated hypochlorite ions formed from the chloride oxidation. In addition, contribution from direct oxidation could also be possible via reaction of these organic compounds with the electrogenerated hydroxyl radicals adsorbed on the lead dioxide surface. In the presence of NaOH, the electrocatalytic activity of the employed anode was not comparable to that in NaCl due primarily to the absence of chloride. This indicates that dyes degradation in NaOH occurs exclusively via direct electrochemical process. However, in H2SO4, the electrode performance was poor due partially to the absence of chloride from the conductive solution. The possibility of electrode poisoning as a result of growth of adherent film on the anode surface or production of stable intermediates not easily further oxidized by direct electrolysis in H2SO4 might also be accountable for the poor performance observed in this conductive electrolyte. Optimizing the conditions that ensure effective electrochemical degradation of Acid Blue and Basic Brown dyes on lead dioxide electrode necessitates the control of all the operating factors.     

Treatment of dilute methylene blue-containing wastewater by coupling sawdust adsorption and electrochemical regeneration

In the present work, the coupling of adsorption and electrochemical oxidation on a boron-doped diamond (BDD) electrode to treat solutions containing dyes is studied. This coupling may be convenient for the treatment of diluted pollutant that is limited by the low rate of electrooxidation due to mass-transfer limitation. A pre-concentration step by adsorption could minimize the design of the electrochemical reactor. The adsorbent chosen was mixed with softwood sawdust, and methylene blue was chosen as the model dye molecule. Isotherms of adsorption and kinetics were investigated as well as the effects of current density and regeneration time. The BDD electrochemical oxidation of methylene blue adsorbed onto sawdust led simultaneously to its degradation and sawdust regeneration for the next adsorption. It was observed that multiple adsorption and electrochemical regeneration cycles led to an enhancement of adsorption capacity of the sawdust. This study demonstrated that adsorption–electrochemical degradation coupling offers a promising approach for the efficient elimination of organic dyes from wastewater.     

三维电极电化学反应器深度处理焦化废水

为探索焦化废水深度处理新途径,采用了焦粒、活性炭负载Mn（NO3）2和Zn（NO3）2化合物粒子电极为第3极的三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。考察了焦化废水中有机物去除的影响因素及处理效果,并探讨了有机物的降解动力学。结果表明,以焦粒为载体的粒子电极三维电极系统在pH为6.5,电导率为4 580μS/cm,电流密度为16 mA/cm2,投加量大于25 g/L时,降解20 min,COD去除率超过35%以上。焦化废水的降解的动力学研究表明,焦化废水降解符合表观一级反应动力学规律。该研究可为三维电极反应器在焦化废水深度处理工程应用中提供参数依据。