阴极氧还原产电生物可渗透反应栅的研究Ⅱ.酸蚀处理对不锈钢丝电极性能的影响

不锈钢毛虽然用作阴极氧还原产电生物反应栅（CORE—PRB）的电极材料虽然有很多优点,但是反应电流较小。尝试对不锈钢毛进行酸蚀处理后用作电极材料,并分别研究比较了4种不同电极组合的产电反应性能。酸蚀处理显著提高不锈钢毛阳极的反应性能,并对提高不锈钢毛阴极的反应性能有一定作用。酸蚀的作用主要是使不锈钢毛表面变得粗糙,有利于提高电极表面积和材料的生物亲和性。虽然生物产电反应对COD降解的直接贡献不到10％,但是不同电极组合下COD的去除率与它们生物产电反应的贡献率呈现高度正相关性。     

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。     

电混凝处理电镀综合废水

采用电混凝法处理酸性电镀综合废水,首先研究了不同电流密度对总氰化物、重金属和化学需氧量（COD）去除率的影响。实验结果表明,电混凝可有效去除酸性电镀综合废水中的氰化物与重金属。随着电流密度的增大,总氰化物与重金属的去除率逐渐提高。当电流密度为10mA／cm2时,废水中残留的总氰化物、Cu2＋、Ni2＋、Cr6＋和Zn2＋ 的浓度分别为23．0、25．0、4．5、0．2和0．2mg／L。为了进一步提高去除率,在电化学体系中添加H2O2,随着H2O2投量的增大,总氰化物、重金属、COD去除率不断提高。当H2O2投量为3mL／L时,处理过废水中残留总氰化物、Cu2＋、Ni2＋、Cr6＋、Zn2＋和COD的浓度分别为0．2、2．0、3．0、1．5、0．1和220mg／L。     

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。     

电动力学作用下多溴联苯醚在土壤中的迁移特性

以4,4′-二溴联苯醚(BDE-15)为研究对象,探讨了电极电压、初始土壤pH、β-环糊精加入量、NaCl加入量等工艺条件对多溴联苯醚在土壤中迁移效果的影响。实验结果表明:在电极电压为5~15V范围内,随着电极电压的升高,土壤中BDE-15的迁移效果增强;初始土壤为酸性时、加入β-环糊精或NaCl后,土壤中BDE-15的迁移效果均增强。本实验选择的最佳工作条件为:电极电压15V,初始土壤pH3,β-环糊精的加入量3g,NaCl加入量5g。     

酸根离子对铝板电絮凝处理含镍废水的影响

电絮凝是去除废水中重金属离子的有效技术。本研究考察了常见酸根离子SO2-4、Cl-、NO-3和H2PO-2对铝板电絮凝除Ni2+的影响。结果表明,SO2-4、Cl-、NO-3均有利于Ni2+的去除,其中由于NO-3的还原可提高铝阳极溶解效率,因此,当其浓度从0.0186增至0.186 mol/L时,反应30 min后Ni2+去除率从77.9%升至99.8%。H2PO-2会降低絮体絮凝活性并钝化电极,从而显著降低Ni2+去除率,其浓度从0.0186 mol/L增至0.372 mol/L,反应60 min后Ni2+去除率从91.7%降至30.5%。另外,对各阴离子存在下溶解态铝絮体聚合度以及电解过程pH的检测,进一步揭示这4种离子对电絮凝影响机制。     

阳极氧化联合电-Fenton氧化深度处理垃圾渗滤液

采用多孔碳素阴极、Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2阳极构建电化学氧化系统用于渗滤液的深度处理。研究结果表明,所构建的电化学氧化系统通过阳极氧化和电-Fenton氧化2种机制降解有机污染物;处理过程中阴极表面形成的沉淀物对TOC和COD的衰减也产生了影响。在阴极电位为-1.0 V、Fe2+初始浓度为0.5 mmol/L的条件下,电化学处理120 min获得了58%的TOC去除;处理480 min COD去除率为55%,NH3-N去除率为99%,TN去除率为60%,色度几乎被完全去除。GC-MS分析结果表明,渗滤液中以腐殖质类物质为主的有机化合物被降解为分子量相对较小的有机物,直至完全矿化。联合阳极氧化和电-Fenton氧化机制的电化学处理方法为垃圾渗滤液深度处理提供了新的选择。     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型简

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率,当污泥初始含水率相近时,研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线,并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40~120℃的低温条件下,研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3.5 mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线,引入薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明,在实验条件下,电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高,电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高,干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

共基质下微生物燃料电池同步脱色甲基橙与产电性能

采用双室方形微生物燃料电池(MFC),以葡萄糖作为共基质,研究了共基质浓度对典型偶氮染料甲基橙在MFC阳极室中脱色效率及同步产电的影响。结果表明,在0~1.5 g/L浓度范围内,共基质浓度越大,甲基橙脱色率、COD去除率和最大输出电压越高。在共基质浓度为1.5 g/L,进水甲基橙为300 mg/L的条件下,8 h的脱色率高达95%,且在1 000Ω外电阻下,最大输出电压达到662 m V;在无共基质条件下,8 h内对300 mg/L甲基橙的脱色率仅为7.5%,最大输出电压仅达到140 m V。厌氧对照实验表明,甲基橙在MFC中可以实现加速脱色,反应8 h后甲基橙在MFC中的脱色率提高了57%。该研究为开发新型MFC降解偶氮染料废水技术提供了理论依据。     

电吸附活性炭电极制备及电吸附特性

电极的材料和制备是电吸附技术的核心。本研究进行了活性炭电极的制备、改性和表征,并分析其电吸附特性。结果表明,物理化学改性活性炭电极比表面积可达748.54 m2/g,分别是物理改性、化学改性活性炭电极的1.22和12.16倍,电吸附效果最佳。其对Na Cl紊态电吸附效果是物理改性活性炭电极的1.28倍,化学改性活性炭电极的3.75倍。对Na Cl紊态电吸附单位吸附量为7.19 mg/g,是静态吸附的8.78倍。对Na Cl、Na2SO4和Na3PO4紊态电吸附单位吸附量依次为5.94、11.83和21.47 mg/g,单位吸附量和吸附平衡时间随着被吸附离子的负电荷增加而增加。紊态电吸附过程符合一级动力学,吸附过程是由扩散机制控制的、伴随着电场作用的慢吸附过程。