鼓氮电沉积法处理含铜废水的试验研究

为净化废水和回收金属铜,采用电沉积法对含铜废水进行处理。在研究极板材料、槽电压、极板间距、pH值等试验条件的基础上,对照研究鼓入氮气对沉积效果的影响。结果表明,在鼓入氮气的条件下,当采用石墨-铝板电极、槽电压7 V、极板间距15 mm、pH值3.5时可以保证较好的去除效果和电流效率,铜离子去除率可以达到93%,平均电流效率可以达到50%。鼓入氮气可以有效降低水中溶解氧的质量浓度,从而降低了沉积金属的腐蚀率,并有效削弱沉积过程中出现的浓差极化,提高金属的电沉积效率和电流效率。     

喷射床电沉积法处理含铜废水的试验研究

以实验室模拟含铜废水为研究对象,采用恒电流喷射床微粒电沉积法对其进行条件试验.结果表明,在pH=3.0、沉积液质量浓度为1 g/L、恒电流为10 A、阴极微粒粒径为1.8 mm、沉积液温度为20℃、鼓入氮气的条件下,铜离子的最大去除率为87.64％,平均电流效率可以达到81.53％,较同等条件下平板电极提高了63％.喷射床微粒电极采用的阴极微粒电极具有较大的比表面积,微粒的喷射循环能够有效地消除沉积过程中出现的浓差极化现象,鼓入氮气可以明显降低沉积液中的溶解氧浓度,从而抑制沉积的金属铜返溶,因此,喷射床微粒电沉积法在处理含铜废水时能够获得较高的电沉积率和电流效率.     

离子交换树脂/活性炭复合电极制备及选择性吸附性能研究

采用阴离子交换树脂和活性炭制备复合电极,探讨了影响复合电极性能的因素并测定了其实际脱盐和选择性吸附性能。结果表明,当选用矿物质活性炭,活性炭与树脂质量比为1∶3,粘结剂PVDF质量分数为10%,制备的复合电极平均电容量为92.0 F/g,对KCl溶液的脱盐率比纯活性炭电极提高了32.1%,对V(Ⅳ)、Al(Ⅲ)两种离子分离因数为29.57,分离效果显著,有较好的电化学性能和选择性吸附性能。     

活性炭涂层电极电吸附除盐性能研究

构造了简易的电容去离子(CDI)反应装置,以活性炭粉末为吸附材料,聚偏氟乙烯(PVDF)为黏结剂,石墨粉为导电剂。这3种物质的质量比为8∶1∶1。采用涂覆分解法制备活性炭电极,研究其电吸附除盐性能。利用扫描电子显微镜(SEM)对电极的表观形态进行分析,利用电化学工作站对电极材料的电化学性能进行分析,并估算单位质量电极的电容。通过单因素试验得到电容去离子试验的最佳反应条件:端电压为1.6 V,流量为10 L/min,极板间距为2 mm。此条件下离子去除率可达47.9%。吸附达平衡后断开电源,进行电极可再生性研究。结果表明,电极在短时间内即可再生。     

电化学氧化降解苯胺的研究

以Ti/SnO2 - Sb2O5为阳极,石墨为阴极研究了苯胺的电化学氧化降解.在阳极氧化的基础上,通过外加Fe2+实现了阳极氧化与电Fenton氧化协同降解苯胺.结果表明,不存在Fe2+时,中性介质和高阳极电位有利于提高苯胺去除率.苯胺被阳极氧化降解的同时,-0.65 V和酸性介质条件下石墨阴极具有良好的还原O2生成H2O2的性能.在pH=3.0和-0.65 V阴极电位条件下,电化学反应600min,H2O2的累计质量浓度达到110 mg·L-1.引入Fe2+后,苯胺降解效果和电流效率得到大幅度提高.在阴极电位为-0.65 V,pH值为3.0,初始Fe2浓度为0.50 mmol· L-的条件下,处理180 mg·L-1苯胺水溶液(Na2SO4为支持电解质)600 min,苯胺去除率达100％,COD去除率为78％.因此,使用恰当的电极材料,控制合理的电极电位,可以实现双极电化学氧化降解水中有机物,并且获得较高的电流效率.     

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。     

电化学法处理聚驱采油废水的研究

采用电化学法处理油田开发三次采油过程中产生的聚驱采油废水,考察了pH值、反应时间、电流强度对污染物降解效果的影响.结果表明,pH=3.25时,COD和HPAM去除率最高,分别达到83.03％和98.66％;电流强度为0.8A时,COD及HPAM去除率最高,为85.24％和99.63％;pH=3.25、电流强度为0.8A时,COD及HPAM去除率随时间延长而增大,反应30 min后去除率基本不变.研究了处理过程中电流效率的变化,发现反应前10 min内电流效率最高,达23.63％;并通过投加与电化学溶出的新生态铁等量的铁盐絮凝剂(FeSO4)分析了电化学中电絮凝作用的贡献,酸性条件下电化学过程对COD去除率为83.79％,同等条件下,FeSO4混凝的COD去除率为70.31％,电化学作用过程中氧化、气浮及电场作用对COD的去除率贡献最高为13.48％,因此,电化学法处理聚驱采油废水的主要作用机理为电絮凝作用.研究表明,电化学法能有效降解聚驱采油废水.     

多种材料对重金属Cr(VI)的吸附性能研究

本以废物资源化为目的，以寻找廉价而有效的吸附材料为出发点，分别对活性炭，粉煤灰，蛭石，蜂窝煤渣，废酵母等五种材料吸附Cr(VI)的效果进行了实验。结果表明，（1）每种吸附剂的剂量与铬去除率之间均成正相关关系，铬的去除率随吸附剂用量的增加而增加；（2）作为参照物的活性炭吸附效果最好，对（Cr(VI)的去除率可达99．78％，而啤酒酵母，改性蜂窝煤渣，粉煤灰，蛭石的最大吸附量分别可达到活性炭最大吸附量的94．84％，52．37％，45．11％，37．67％；（3）所选用实验材料的吸附性能由优到劣的排序为：啤酒酵母＞改性蜂窝煤渣＞粉煤灰＞蛭石。     

脉冲电弧液相放电等离子体处理生活污水回用研究

利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,采用某小区的生活污水,研究放电脉冲次数、放电峰值电压、曝气量对COD、氨氮去除的影响.随着放电脉冲次数的增加,COD与氨氮去除率逐渐升高,当放电脉冲次数为400次时,COD和氨氮的去除率分别为81.8％、80.3％.随着放电峰值电压的升高与曝气量的增加,COD、氨氮的去除效率增加.在相同放电处理时间下,当峰值电压为18 kV时,曝气量大于4m3/h,COD去除率大于96％,氨氮去除率大于90％,出水水质满足回用标准.     

气体扩散阴极电合成反应器中电解液导流型式对产生过氧化氢的影响

采用2种导流方式,即S导流型和E导流型的单室电合成反应器,制备有效面积为438 cm~2的气体扩散电极,研究不同导流方式对气体扩散阴极电合成反应器制备过氧化氢(H_2O_2)的影响。结果表明,S导流型反应器中,随水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)减小,H_2O_2质量浓度逐渐降低;在电流密度为25 m A/cm~2、HRT为5. 7 min时,H_2O_2质量浓度可达2 062 mg/L;当HRT为1. 1 min时,H_2O_2产率可达0. 150 kg/(m~2·h);在电流密度为25 m A/cm~2、HRT为1. 1 min时,能耗为8. 33 (k W·h)/kg,电流效率达到90%～93%。E导流型反应器中,在25 m A/cm~2下、HRT=5. 7 min时,产生的最大H_2O_2质量浓度为1 693 mg/L; HRT对H_2O_2产率影响不明显,在25 m A/cm~2、HRT=1. 1～2. 9min时,H_2O_2产率平均约为0. 125 kg/(m~2·h); HRT的减小不能显著降低能耗,在25 m A/cm~2、HRT=5. 7 min时,能耗高达14. 66 (k W·h)/kg。E导流型反应器性能较差的主要原因在于不能促使阳极气体及时排出,造成H_2O_2的产率和电流效率均降低。因此,S导流型反应器性能优于E导流型反应器。最大H_2O_2产率优于文献报道的结果,可归因于较小的极板间距和气体扩散电极表面导流板的共同作用。