三维电极电催化氧化法处理废水的研究进展

综述了近几年国内外在三维电极电化学反应器方面的最新研究进展,分析了电源的输出形式、阴阳极板的布置方式、粒子电极的填充方式等因素对废水处理效果的影响,探讨了碳纳米材料等新材料在粒子电极载体上的应用,最后介绍了三维电极法与其他技术联用的最新研究,并指出了三维电极法存在的问题及今后的研究方向。     

钛基锡锑电极电催化氧化处理硝基苯废水

采用钛基锡锑(Sn-Sb/Ti)电极作为氧化阳极,不锈钢为阴极,电催化氧化降解废水中硝基苯。实验结果表明,处理硝基苯废水的最佳条件为:电流密度25 mA/cm~2;Na_2SO_4作为电解质,加入量15g/L;极板间距2 cm;溶液初始pH 6。在此最佳条件下,硝基苯去除率大于95%,TOC去除率大于80%,表明Sn-Sb/Ti阳极能有效去除废水中有机污染物。     

PbO2电极的制备及电催化氧化降解水中间甲酚

以钛网为基体,锡锑氧化层为底层,采用电沉积法制备了不同的PbO₂电极,探索了制备条件对电极的影响。实验结果表明：在电流密度75 mA/cm²、电沉积温度85 ℃、电沉积时间30 min的条件下,制备的电极表面晶粒大小适中并呈现出较好的“金字塔”形貌和结晶度,具有最好的电催化氧化降解效果（间甲酚转化率85.65%、TOC去除率16.51%）和最低的能耗（0.97 kW·h/g,以TOC计）,并在重复降解实验中表现出较好的稳定性。自制PbO₂电极的各项指标均优于商品化PbO₂电极,且TOC去除率是商品化电极的2.9倍,而能耗仅为其1/3.6。     

Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极的制备及煤气管道水封水的预处理

利用阳极氧化法和电化学沉积法,在传统Ti/PbO2电极中引入二氧化钛纳米管(TiO2NTs)和导电聚苯胺(PANI)新型复合中间层,并在PbO2表层掺杂改性碳纳米管(CNTs),成功制备了Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极,并将其用于煤气管道水封水的预处理.实验结果表明:TiO2NTs/PANI复合...     

化学淋洗—H2O2-O3-UV复合催化氧化技术修复硝基甲苯一氯、二氯代物污染土壤工程实例

针对某退役化工企业地块的关注污染物硝基甲苯一氯、二氯代物的历史形成、污染状况和土质特点,在小试技术验证的基础上,采用化学淋洗—H₂O₂-O₃-UV复合催化氧化技术进行受污染土壤异位修复的工程实践。结果表明,该技术能较好地适用于关注污染物的土壤修复工程,修复后指标明显优于目标值,且造价和运行费用较低,具有显著的社会效益、经济效益和环境效益,有一定的推广价值。     

CaCl2与纳米SiO2-聚硅酸铝铁复合混凝剂

采用CaCl₂和纳米SiO₂-聚硅酸铝铁复合混凝剂对含氟废水进行两步除氟。实验结果表明：ρ（ F^–）为 420.0 mg/L、pH为8.5的含氟废水经CaCl₂处理后ρ（ F^–）降至26.5 mg/L;在二级除氟pH为11.5、复合混凝剂加入量（复合混凝剂与废水体积比）为0.50%的最佳条件下处理60 min后废水中ρ（ F^–）降至5.7 mg/L,而采用聚合氯化铝（PAC）进行二级除氟时,ρ（ F^–）可降至8.7 mg/L,表明复合混凝剂比PAC的除氟效果更佳。复合混凝剂中自由离子和单体羟基配合物形态Al和Fe的含量相对较高,分别占76.5%和92.5%,而低聚合度的多核羟基配合物及高聚物形态Al和Fe的含量相对较低。     

Ti/RuO2-IrO2-TiO2电极电解产生活性氯

采用电解法产生活性氯,降解废水中的有机物。考察了活性氯产生量的影响因素,并对Ti/RuO₂-IrO₂-TiO₂电极电解实际含氯废水的处理效果进行了研究。实验结果表明:通过增加Cl^-浓度和电流密度、减少SO₄^2-浓度和极板间距、降低电解温度的方法能够提高活性氯产生量,从而提高电极降解有机物的效果;对于Cl^-浓度为0.005 mol/L、COD为49 mg/L的废水,使用Ti/RuO₂-IrO₂-TiO₂电极,在极板间距为0.5 cm、电解温度为20 ℃、电流密度为20 mA/cm²、初始pH为8.0的条件下电解处理60 min,废水BOD₅/COD值由0.04提高到0.25,COD降至24 mg/L,达到DB 11/307—2013《水污染综合排放标准》中排入地表水体污染物B类排放限值(COD≤30 mg/L)的要求。     

O_3-H_2O_2催化氧化技术深度处理石化含盐废水

采用O_3-H_2O_2-催化剂氧化体系对某石化企业含盐废水的二级生化出水进行处理,考察了不同反应体系下的反应时间、O_3流量、H_2O_2投加量对COD去除效果的影响。实验结果表明:O_3-H_2O_2-催化剂氧化体系对石化含盐废水的处理效果最好;在臭氧流量为40 m L/min、H_2O_2投加量为50 mg/L、催化剂投加量为300 g/L、反应时间为60 min的条件下,COD去除率为51.4%,出水COD为52.0 mg/L,达到GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的要求。     

Fe_3O_4-xTiO_2复合光催化剂的制备及其对染料废水的处理效果

采用共沉淀法制备了复合光催化剂Fe_3O_4-xTiO_2。运用XRD、SEM、TEM和UV-Vis DRS等技术对光催化剂进行了表征,并考察了其在太阳光下对茜素红模拟染料废水的光催化降解活性。实验结果表明,当TiO_2与Fe_3O_4的质量比为0.75、初始溶液p H为3.0时,茜素红去除率最高,光催化反应120 min后,茜素红去除率为100%。表征结果显示,Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂不是核壳结构,而是Fe_3O_4和TiO_2的聚集体。Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂重复使用5次后茜素红去除率几乎没有下降,活性稳定性极佳。     

紫外光协同CuO-TiO_2/Al_2O_3三维粒子电极电催化降解罗丹明B

自制了CuO-TiO_2/Al_2O_3粒子电极,对其进行了表征。在此基础上构建了紫外光协同三维粒子电极电催化体系降解水中的罗丹明B,考察了降解过程的影响因素、动力学及机理。表征结果显示,粒子电极具有良好的表面结构及有效催化成分。实验结果表明:在罗丹明B质量浓度20 mg/L、槽电压15 V、电流0.3 A、溶液pH 3.0、曝气量1.5 L/min、Fe~(2+)投加量0.5 mmol/L的条件下反应60 min,脱色率达96.29%;反应过程符合一级动力学方程,反应速率常数为0.060 mg/(L·min);紫外光的加入使溶液中H_2O_2的浓度降低约30%,促进了H_2O_2的分解。     

磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用超声辅助水热法合成了磁性分子筛Fe₃O₄/SSZ-13,然后通过溶胶-凝胶法对其继续负载TiO₂制得复合光催化剂TiO₂-Fe₃O₄/SSZ-13。借助XRD,FTIR,SEM,TEM,VSM,UV-Vis,PL对其形貌、结构及性能进行了表征,并考察了其光催化性能。表征结果表明,Fe₃O₄的加入不会改变分子筛的原有结构,复合材料的光响应范围扩大,电荷分离效率提高。降解实验结果表明,光照40 min时活性艳红的去除率可达89.7%,光照60 min时活性艳红去除率可达最大（93.6%）,较TiO₂提高了5.7%。此外,这种材料还具有较强的磁性,饱和磁化强度为17.80 （A·m²）/kg,可通过外加磁场回收。     

Fe3O4-MnO2复合材料催化降解水中有机污染物的研究进展

综述了Fe₃O₄-MnO₂复合材料催化降解水中有机污染物的研究进展,介绍了Fe₃O₄-MnO₂复合材料的负载方式,总结了Fe₃O₄-MnO₂复合材料在催化降解水中有机污染物方面的应用。同时,阐述了Fe₃O₄-MnO₂复合材料催化降解水中有机污染物的机理。指出：Fe₃O₄-MnO₂复合材料未来的研发方向是实现负载方式的多样性和提高复合材料的热稳定性,制备出形貌多样、结晶性能好、稳定性高、经济性好、功能多样的Fe₃O₄-MnO₂复合材料。     

UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺处理高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水

采用UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺处理高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水。结果表明:UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺较好地实现了高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水的强化处理,其处理效果明显优于单独UV_(185 nm)光氧化工艺;在废水pH为2.50、光照时间为60 min、H_2O_2投加量为5 g/L、反应温度为室温的条件下,UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺对废水色度和COD的去除率分别高达96.4%和46.9%;该联合氧化过程需在酸性体系中进行;联合氧化过程中产生了大量蜂王浆提取物类黑褐色物质,处理出水中显色物质的种类明显减少,实现了废水的高效脱色。