电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。     

单极性三维电极法除氟实验研究

采用单极性三维电极法去除配制水中的氟离子,探讨了填充材料、极板间距和电压对除氟效果的影响。结果表明,填充颗粒比表面积越大、极板间距越小、电压越高,越有利于氟离子的去除。当采用活性炭颗粒作为填充材料、极板间距为10 mm、电压为5 V时,氟离子浓度可由4 mg/L降至0.8 mg/L,达到我国饮用水氟含量标准。     

三维电极电吸附动态反应器的除氟特征研究

采用自制的单极性复合型三维阳极作为第三维电极对含氟水进行动态电促吸附实验,通过研究不同填充床高度、阴阳极板间距、隔膜材料对电促吸附除氟效果的影响,确定反应器的最佳结构参数为:填充床高度20 cm、阴阳极板间距4 cm、隔膜为nafion117膜。工作电压、进水pH、进水流速、共存物质对氟离子去除效果的影响结果表明:在一定范围内增大工作电压,降低进水pH或进水流速均可提高除氟效果。相应的最佳操作条件为:工作电压7 V、进水流速4 mL/min、酸性pH;腐殖酸和碳酸根离子的存在会对氟离子去除产生较强抑制作用,低浓度的氯离子可促进氟离子的电促吸附。扫描电镜(SEM)-电子能谱(EDX)的表征结果显示三维颗粒电极的表面及孔隙内部均可吸附氟离子,且电吸附后并未出现电极腐蚀现象。     

负载TiO_2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极（TiO2/ACF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱仪（XRD）、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响：电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极(TiO2/ACF),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响:电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

活性炭三维电极电促吸附去除水中氟离子的研究

主要研究颗粒活性炭作为第三维电极电促吸附水中氟离子。通过在颗粒活性炭上施加不同电压,测定吸附容量和考察吸附动力学过程,结果表明,将电压控制在3~5 V范围内可有效增强三维电极的吸附容量,5 V电压下的电促吸附容量比开路电位下提高30%,同时此电促吸附反应符合一级反应动力学。在动态开放式实验中,所施加电压、含氟水样pH、电解质浓度、初始氟离子浓度和进水流量均对电促吸附容量产生影响。采用电子扫描电镜和氮气吸附脱附的方法比较吸附前后活性炭颗粒表面性质的变化,发现其表面并未发生氧化反应,孔容孔径也未发生明显变化,且孔径大小与电促吸附有一定的关联。综合这些实验结果表明,三维电极电促吸附可有效提高颗粒活性炭的吸附效果,这是由于活性炭电极表面产生双电层作用的结果,并非活性炭表面或者水溶液中产生氧化反应所至。     

负载Ni炭气凝胶粒子电极电催化氧化处理甲基橙废水的研究

采用溶胶凝胶法制备负载Ni炭气凝胶,将炭气凝胶作为三维电极电化学反应装置的粒子电极处理模拟甲基橙废水,研究了电解时间、电压、粒子电极质量和粒子电极种类等各种因素对甲基橙降解效果的影响,确定了最佳处理条件.研究表明,在炭气凝胶中负载金属Ni可提高其孔容及比表面积,同时增强对甲基橙废水的电催化氧化能力.在最优操作条件下,废...     

活性碳纤维电极电吸附去除乙酸

乙酸是有机废弃物厌氧消化产氢的重要代谢产物,去除乙酸对消除产物抑制,提高氢气产率有重要作用,也是当前的技术难点。首次将电吸附技术应用于乙酸的去除,探讨了该技术路线的可行性。以活性碳纤维为电极材料,考察了电压、极板间距、流量和初始浓度等因素对电吸附去除乙酸的影响,并分析了吸附过程的等温吸附特性和动力学特性。结果表明,在电压为0.9 V,极板间距1 cm,流量21.5 m L·min~(-1)时,可将浓度为1.75 mmol·L~(-1)的乙酸溶液pH值由3.73升高至产氢菌的最适pH范围4.5~5.5,去除率达到95%以上,电吸附消除乙酸积累是可行的;等温吸附过程符合Freundlich方程;吸附过程符合一级反应动力学方程。研究结果对优化厌氧消化产氢工艺有重要指导意义。     

复极性三维电极法处理硝基苯废水的实验研究

以铁板为阴极,石墨为阳极,吸附饱和的活性炭粒子为填充材料,研究了复极性三维电极法处理硝基苯废水时各因素对处理效率的影响。通过单因素实验确定了复极性三维电极法处理硝基苯废水的最佳操作条件为：电解电压20V,反应时间60min,活性炭填充量25g／L,电极板间距4cm,废水初始pH值6～7,电解质的投加量0．8g／L。此条件下废水的硝基苯去除率达到80％以上,COD去除率达到50％以上,显示出良好的处理效果。     

电沉积处理电解锌漂洗废水的实验研究

采用电沉积技术对电解锌漂洗废水进行初步处理,以求达到废水回用和重金属锌的回收。研究了电沉积法处理含锌废水过程中各个影响因素对电沉积效果的影响,并且设计了正交实验。结果表明,极板间距、槽电压、进水pH、极板材料等对二维电沉积处理模拟废水具有显著影响。适宜的电沉积条件是：极板间距20 mm、槽电压5～6 V、阴极板材料为铝板、电沉积时间为30～45 min。     

三维电极法深度处理维生素生产废水

采用三维电极法对维生素废水进行深度处理,分别以钛涂钌铱板、铁板和不锈钢板作为电极阳极,石墨板作为电极阴极,柱状活性炭作为粒子电极,结果表明,当以钛涂钌铱板作为阳极,以粒径为1 mm的柱状活性炭作为粒子电极时电解效果最好,COD和色度去除率最高。实验选择电解电压、电极板间距、电解时间和初始pH值作为主要影响因素进行正交实验,实验研究证明,各因素的影响大小为电解电压>电极板间距>电解时间>初始pH值,得到的最佳参数组合分别为:电解电压为10 V,电极板间距为8 cm,电解时间为20 min,初始pH值为4,得到COD和色度最大去除率分别为59.5%和93.57%。     

电催化氧化法处理染料废水的影响因素及动力学

以钛涂膜极板为阳极、石墨极板为阴极、Fe2O3/γ-Al2O3为多相催化剂,构建电-多相催化氧化体系,研究了该体系对酸性大红模拟染料废水中COD的去除效果及其影响因素,优化了实验条件,并初步探讨了COD的降解机理。结果表明,在槽电压20 V,pH 4,曝气量0.24 m3/h,极板间距3 cm的条件下,COD的去除率最高,达到64.5%;COD的降解近似符合一级动力学方程:ln(C0/C)=0.0034t+0.719。在电-多相催化氧化体系中,废水中的有机物被直接矿化或降解为小分子有机物。     

Ce-PbO_2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为：初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

Effect of operational parameters on heavy metal removal by electrocoagulation

In the present paper, the performance of electrocoagulation (EC) for the treatability of mixed metals (chromium (Cr), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), and zinc (Zn)) from metal plating industrial wastewater (EPW) has been investigated. The study mainly focused on the affecting parameters of EC process, such as electrode material, initial pH, distance between electrodes, electrode size, and applied voltage. The pH 8 is observed to be the best for metal removal. Fe–Fe electrode pair with 1-cm inter-electrode distance and electrode surface area of 40 cm² at an applied voltage of 8 V is observed to more efficient in the metal removal. Experiments have shown that the maximum removal percentage of the metals like Cr, Ni, Zn, Cu, and Pb are reported to be 96.2, 96.4, 99.9, 98, and 99.5 %, respectively, at a reaction time of 30 min. Under optimum conditions, the energy consumption is observed to be 51.40 kWh/m³. The method is observed to be very effective in the removal of metals from electroplating effluent.