Ti/RuO2-ZrO2-SnO2电极的研制及处理有机废水的研究

通过涂覆热分解法制备了Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2、Ti/RuO_2电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和循环伏安(CV)对电极材料进行表征,考察了电流密度、Na Cl质量浓度、p H值及电极间距对废水COD降解率的影响。结果表明,Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极对COD具有更高的降解率,对其进行工艺优化。电极材料对废水降解的最佳工艺条件为电流密度40 m A/cm2,Na Cl质量浓度4 g/L,p H=5. 0,电极间距10 mm,COD的降解率达到90. 5%。Ti/RuO_2-ZrO_2-SnO_2电极中SnO_2与RuO_2生成固溶体,有利于增强涂层与基体之间的结合力,提高电极的稳定性; ZrO_2起到细化晶粒的作用,致使电极表面粗糙度增加,增强了电极的电催化性能,且降解过程符合一级动力学模型。     

电催化氧化降解水中磺胺嘧啶的研究

为了解并优化电化学方法对水体中磺胺类药物的去除效果,以Ir O2-Ru O2/Ti为阳极,不锈钢为阴极,Na2SO4为电解质,电催化氧化降解模拟废水中的磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD),反应时间为240min。探讨了SD初始质量浓度、电流密度、p H值、电解质浓度及电极板间距对电催化降解SD效率的影响,并利用HPLC-MS分析降解产物。结果表明,电催化氧化可有效去除水中的SD。升高初始质量浓度、电流密度、极板间距可提高SD降解速率,初始质量浓度由15 mg/L升高到50 mg/L时,去除率降低了9.2%;电流密度从5 m A/cm2升高到15 m A/cm2,去除率增加了38.1%,电流密度大于15 m A/cm2时其对去除率的影响不明显;极板间距由2 cm增加到4 cm,去除率增加了12.2%;酸性条件降解效果最好,碱性对SD去除率略有抑制,p H值为1和13相比于p H值为7时去除率分别增加9.9%及降低4%;电解质浓度(≤0.05 mol/L)与SD降解速率呈负相关,电解质浓度大于0.05 mol/L时,对去除率影响不明显。降解主要基于·OH的氧化过程,生成4-(2-氨基嘧啶-l(2H)-基)苯胺中间产物,过程遵循一级反应动力学模型。     

Ti/SnO2-RuO2-Sb电极电氧化处理五氯苯酚模拟废水研究

采用刷涂-热解法制备了Sb、Ru掺杂的Ti/SnO2电极。通过SEM、EDX、XRD和循环伏安扫描(CV)表征了电极表面形态、组成、结构和电化学性质,并通过正交试验考察了电催化氧化降解五氯苯酚的影响因素。结果表明,各因素对五氯苯酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始质量浓度、反应温度、反应时间、电流密度、初始溶液pH值。在底物质量浓度为50mg.L-1,反应温度50℃,反应时间180min,电流密度40mA.cm-2,溶液初始pH值为8的条件下五氯苯酚的转化率达到97.6%。     

改性PbO2电极电催化氧化直接绿废水的研究

采用表面活性剂聚乙二醇200改性自制不锈钢基PbO2电极。通过SEM、XRD等分析方法对改性PbO2电极表面形貌及晶体结构进行表征。利用直接绿模拟废水脱色实验考察电极的电催化氧化特性。考察了粒子电极的投加量、电解质的浓度及使用次数等条件对直接绿废水降解效率的影响。结果表明,改性后的电极表面颗粒明显细化,β-PbO2纯度提高。电催化时间3 min,粒子电极投加量13 g/L,电解质质量浓度为0.06 g/L,对50mg/L直接绿废水的去除率可达94.98%。     

电化学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,实验了电解槽结构、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1 100μS/cm的处理条件下,苯酚的去除率可达98%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的降解产物进行了分析。     

铁阳极电凝聚法处理活性黑KN-B染料废水能耗分析

对铁阳极电凝聚处理活性黑KN-B染料废水过程中影响电能消耗的因素进行了分析.结果表明:电流密度、染料废水初始pH、染料废水温度、染料废水初始浓度和电解质浓度对能耗均有明显影响,并得到能耗与电流密度、染料废水初始浓度、氯化钠电解质浓度之间指数的曲线方程.脱色效率受温度的影响较小,电流效率受电解质浓度以及染料废水初始的pH影响较大;对于质量浓度为50 mg/L的活性黑KN-B染料废水,在电流强度为20.83 A/m2,电解温度为25℃,硫酸钠浓度为0.01 mol/L,pH为7.13的条件下,染料废水脱色率达93%,染料脱色电能消耗为4.14(kW-h)/kg,电流效率为105.29%.     

电催化氧化技术处理造纸废水的实验研究

通过邻苯二甲酸氢钾(KHP)溶液的电解实验研究了德国引进的金属铌掺硼金刚石膜电极(Nb/BDD)的电化学性质,并利用该电极处理装置处理了东莞某造纸厂造纸废水。考察了电解时间、电流强度及废水的pH值、电解质的浓度、电导率等参数对电化学降解效率的影响。结果表明,Nb/BDD具有优异的污水降解性能,在pH值为3.0,电流密度为37.23 mA/cm2,电压6.9 V,NaCl充当电解质质量浓度0.4 g/L的条件下,电解200 min,装置对再生纸造纸废水的COD的去除率接近70%,BOD/COD为0.4,比能耗为27.6(kW.h/kg)。     

电催化氧化处理焦化废水静态实验研究

用电催化氧化处理焦化废水,研究了电压、电流密度、电解时间和电解质浓度对COD去除效果的影响,并通过多因素正交试验确定了该工艺最佳操作参数:电压为20 V,电流密度为94 mA/cm2,电解时间2.5 h,NaCl电解质质量浓度为1 g/L。结果表明,在此参数下出水COD水质指标稳定,并能达到国家《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050—2007)标准。     

UV/H2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR

研究了UV/H2O2氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,探讨了各种因素如H2O2浓度、pH值、光强、MC-LR浓度及反应时间对降解的影响.UV和H2O2氧化去除MC-LR具有协同作用,H2O2在UV照射下产生的羟基自由基对MC-LR有很强的氧化能力.MC-LR的降解过程可用准一级反应速率方程和二级反应速率方程拟合.反应速率常数随MC-LR的起始浓度增加而减少,反应半衰期随MC-LR的起始浓度增加而延长.在H2O2浓度为1.0 mmol/L、反应温度为(25.5±1)℃、pH值为6.8、光强2.5×104 lux及反应时间60 min的条件下,质量浓度为0.203 mg/L的MC-LR的去除率可以达到80.8%.结果表明,UV/H2O2氧化体系能有效地降解MC-LR.     

超声波／H2O2对苯酚有机废水降解的研究

研究在超声波/H2O2联合作用下,超声波场中降解苯酚有机废水的过程,考察了超声功率、超声时间、pH值、氧化剂H2O2的浓度等因素对降解率的影响.实验结果表明,超声时间越长,废水降解率越大;pH值的变化对降解率影响较大,酸性条件利于苯酚的降解,而在碱性条件下苯酚几乎没有降解;超声波/H2O2工艺与单独超声作用相比,降解率提高了大约3倍.     

阳极材料对苯酚废水处理效果的影响研究

应用自制电化学反应器研究了不同阳极材料对苯酚废水的电催化氧化处理效果的影响.实验结果表明,在相同的实验条件下,钛基RuO2和钛基SnO2种新型阳极处理苯酚废水的电催化氧化效果要远好过传统的阳极材料石墨.     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。     

超声/Fenton法处理三氯吡啶醇钠废水工艺优化及机理初探

采用超声/Fenton技术处理三氯吡啶醇钠生产过程中产生的高浓度有机废水。通过正交试验确定超声/Fenton氧化最佳操作参数为H2O2投加量0.7 mol/L、Fe2+投加量1.39 g/L、反应时间90 min,此时COD降解率达95.3%。结果表明,Fe2+投加量是影响CODCr去除率最主要的因素。结合气相色谱-质谱联用仪检测,分析了超声/Fenton反应前后产物,初步探讨了超声/Fenton氧化法处理三氯吡啶醇钠废水的反应历程:在·OH作用下,氯苯与苯环转化为氯乙烯等小分子物质;氯乙烯发生加氢反应,进而转化为氯乙烷、氯甲烷。氯原子能够被·OH氧化为Cl·,并通过氢原子取代反应,将氯乙烯转化为1,1-二氯乙烯。     

石墨烯电极电活化过硫酸盐降解含酚废水研究

以苯酚为目标污染物,利用石墨烯电极自身性质及电活化共同作用下活化过硫酸盐(PDS)产生氧化性自由基降解苯酚,对影响苯酚降解的因素(包括电流密度、初始pH值、PDS浓度及影响反应的主导自由基)进行探讨。通过系统中加入一定量的甲醇和叔丁醇作为自由基猝灭剂的猝灭试验确定降解过程中的主导自由基。结果表明,在未通电情况下石墨烯电极对苯酚也具有去除作用,可以吸附苯酚。在通电情况下,由于电活化和石墨烯活化的双重作用,相比于单一石墨烯体系和单一PDS体系,石墨烯/PDS体系对苯酚的降解率显著提高,在n(PDS)∶n (phenol)为50∶1、苯酚初始质量浓度为25mg/L、pH值为11、电流密度为30 mA/cm²的条件下,在90 min内苯酚的降解率可达98.91%。通过淬灭试验确定在石墨烯/PDS降解苯酚体系中以硫酸根自由基为主(SO₄^-·)、羟基自由基(·OH)为辅。综上所述,在未通电情况下,石墨烯可以利用自身吸附作用去除苯酚,在通电情况下,石墨烯电极利用自身性质以及电活化活化过硫酸盐,与单一PDS体系和单一石墨烯体系相比,有效提高了过硫酸盐的活化程度,提高了苯酚的降解率。     

UV-Fenton 体系氧化降解苯酚废水反应动力学研究

利用UV-Fenton高级氧化技术对苯酚废水进行了处理研究.通过半衰期法对苯酚的反应级数进行了探讨,确定其在UV-Fenton体系降解过程中的表观反应级数为3/2,并初步建立了苯酚UV-Fenton降解的动力学模型,并从反应速率系数着手探讨了污染物初始浓度、双氧水加入量、亚铁离子浓度及pH值对反应降解速率的影响.     

褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究

酚类废水是一种有毒且排放量较大的有机废水,排放之前必须进行有效处理。以污染物苯酚为研究对象,褐煤为吸附剂,基于实验室小试,在正交试验的指导下,采用振荡平衡法研究了褐煤对苯酚的吸附效果,确定了褐煤用量、振荡吸附时间、温度、pH值对苯酚模拟废水吸附效果的影响。结果表明:在褐煤用量为10 g、振荡时间为1.5 h、温度为25℃、pH值为6的条件下,对100 mL质量浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水处理效果最佳,苯酚的去除率可达70.86%。在最佳吸附条件下,一方面结合吸附苯酚前后褐煤比表面积及孔隙结构的变化进行分析,另一方面利用FT-IR对褐煤吸附苯酚前后表面官能团的变化进行了对比分析。褐煤内部孔隙发达,存在多类孔,以50 A以下的孔居多数,表明其微孔结构较复杂,且吸附行为致使孔隙面积缩小至近1/3,微孔减少明显,表明微孔对吸附过程影响很大;褐煤表面含有丰富的含氧官能团,为吸附苯酚提供了条件,在吸附苯酚的过程中物理吸附与化学吸附同时存在,褐煤主要表面宫能团—COOH、酚羟基及苯环结构骨架在化学吸附苯酚方面发挥着重要作用。这两方面从微观角度很好地解释了褐煤的吸附机理。     

Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4光催化氧化罗丹明B废水研究

为更好地处理色度高,有机污染物浓度大,可生化性差的染料废水,采用自制的Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4为光催化剂,氙灯为光源,研究了催化剂Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4对可溶性染料罗丹明B废水的光催化降解情况.试验考察了Ag与Zn的不同配比、催化剂用量、溶液的pH值和光照时间等对罗丹明B光催化降解过程的影响,并对反应动力学做了初步探讨.结果表明,模拟太阳光照射下,罗丹明B质量浓度为5 mg/L、催化剂(Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4)用量为1 g/L、pH值为2.0、反应时间为30 min条件下,罗丹明B的脱色率达99.7%.与P_(25)-TiO_2催化剂对罗丹明B废水的降解情况进行了比较研究,表明Ag_(0.6)/Zn_(0.4)BiVO_4具有较好的光催化活性,可用于染料类废水的处理.动力学拟合结果表明,该光催化反应近似为一级动力学,其动力学方程为y=-3.06353-0.02146x.     

Fenton强化微电解工艺处理靛蓝牛仔布印染废水研究

研究了铁炭微电解-Fenton试剂作用下靛蓝牛仔布印染废水的脱色和COD去除行为,通过正交试验和单因素试验确定了微电解-Fenton反应的最佳操作条件,分析了各影响因子的作用机理。结果表明:在铁炭质量比为2∶1,pH值为3的条件下反应90 min,铁炭微电解出水COD的去除率在49.20%,色度去除率达到80%,BOD5/COD值由0.248上升至0.436,可生化性提高;微电解出水在pH值为5,H2O2投加量为0.3%条件下反应60 min后,COD去除率可达84.1%,色度去除率达90%,BOD5/COD值上升至0.525;铁炭微电解-Fenton组合工艺COD的总去除率为87.26%。     

一株低温高效植物油降解菌的驯化筛选及固定化研究

为了解决因低温而导致的废水中油脂难以处理的问题,从冬季重庆大学餐厅排污管道的底泥中分离出1株可低温降解植物油的菌株DJ-1。将此菌株多次驯化培养后,在5℃条件下利用其对含20g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理。经过3 d处理,可去除废水中70.63%的植物油。经16S rDNA测序分析,该菌株为假单胞菌的一个未定种属(相似度为99%)。使用泥炭和木屑作为固定化载体,按照m(泥炭)∶m(木屑)∶m(菌液)=1∶4∶20的比例将扩培后的DJ-1菌剂制作成细菌固定化菌粉。在5℃条件下利用菌粉对含20 g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理,菌粉投加量为0.15 g/L。经过3 d处理,废水中植物油的降解率达到77.34%,5 d后达到85.22%。