电化学技术在废水处理中的应用

电化学技术包括电化学氧化、电芬顿和电絮凝等多种形式。本文介绍了电化学技术的原理，综述了电化学技术在各类废水处理中的应用情况，分析了其在废水处理方面的独特优势和广阔前景，总结了该技术在实际应用中存在的问题，并指出了今后的发展方向。     

Mineralization of aqueous pentachlorophenolate by anodic contact glow discharge electrolysis

Exhaustive mineralization of pentachlorophenolate ion (PCP) in phosphate buffer was carried out using anodic contact glow discharge electrolysis (CGDE), in which plasma was sustained between the electrolyte and anode. During CGDE, PCP degraded smoothly. The amount of total organic carbon decreased significantly, indicating the eventual conversion of the carbon atoms of benzene nucleus to inorganic carbons. Furthermore, chlorine atoms in PCP were liberated as chloride ions. As a primary intermediate product, 2,3,5,6- tetrachloro-1,4-benzoquinone was detected, and oxalate and formate as byproducts were also found. It was revealed that disappearance of PCP obeyed first-order kinetics. The reaction rate was generally unaffected by both O2 and inert gases in the cell, although it decreased by raising initial pH of solution. In addition, a plausible reaction pathway involving hydroxyl radical was proposed.     

FeP改性的Pt/FeP/CNTs催化剂的制备和电化学性能研究

铂基催化剂是目前直接甲醇燃料电池中阳极氧化催化性能最好的,因此提高铂的利用率和稳定性对推动DMFC的商业化十分重要。合成了一种新的催化甲醇氧化反应(MOR)的催化剂Pt/FeP/CNTs。FeP的掺杂可以显著提高Pt的MOR活性,当FeP的负载量为15%时,Pt/FeP/CNTs的MOR活性最佳,可以达到1325 mAmg■,是Pt/CNTs的3.8倍,Pt/C-JM的2.5倍,稳定性也较好。     

电辅助微生物反应器降解苯并噻唑效能的研究

本研究采用单室电辅助微生物反应器(EAMR)氧化苯并噻唑(BTH),考察了外加电压和COD/BTH对BTH降解效能的影响.结果发现,BTH在阳极氧化降解为2-羟基苯并噻唑(OHBT)后,噻唑环断裂,最终转化为2-甲磺酰基苯胺;BTH的降解过程符合表观一级动力学规律,并且提高外加电压和引入共基质代谢作用均能提高BTH的降解反应速率常数;在外加电压0.7 V和COD/BTH值为30∶1时,48 h后BTH的降解率可以达到96%,实现了BTH类废水的高效脱毒,为后续生物处理创造了有利的条件.     

高析氧电位阳极处理有机废水的研究

生物难降解有机废水是水处理中的难题之一。电催化氧化技术作为目前处理有机废水方面比较成熟的工艺,其阳极材料是该过程的核心。综述了几种目前应用的电催化氧化阳极材料,并通过对金属氧化物阳极析氧机理的研究得出影响阳极析氧电位的因素。最后,对今后电催化阳极材料的研究方向做了展望,以期获得更好的有机废水处理效果。     

平台导管架用牺牲阳极的成分研究

根据南海某采油平台导管架用牺牲阳极技术规范书对阳极性能的要求,选取并制备了9种成分的阳极进行了电化学性能试验,筛选出了成分和电化学性能均满足设计要求的成分配方。并对筛选出的样品进行进一步的宏观和微观腐蚀形貌分析,对蚀坑处进行了能谱分析,讨论了相关合金元素的作用机理。     

微生物燃料电池强化去除农药2,4-二氯苯氧乙酸及同步产电性能

研究了广泛应用的农药2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)存在对微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFCs)产电性能、污染物去除及微生物群落结构的影响,并探讨了阳极预曝气对2,4-D的强化去除及产电影响.结果表明,向以乙酸钠为燃料的双室型微生物燃料电池阳极室内加入2,4-D,会降低系统输出电压,降低功率密度,增加内阻.当300 mg·L~(-1)的2,4-D与乙酸钠(850 mg·L~(-1))共存时,与乙酸钠单基质相比,最大功率密度从0.151 W·m~(-2)迅速下降到0.057 W·m~(-2),内阻相应从524Ω增加到1 230Ω.为了加快系统中2,4-D的去除,减少其对产电菌的抑制效应,采用阳极预曝气6 h的运行方式,显著提高了2,4-D去除效率,同时获得了0.42~0.47 V的最高输出电压.2,4-D加入后MFC阳极微生物群落结构发生了变化,选择出了多种2,4-D降解菌及具有2,4-D耐受能力的产电菌.研究表明,可以通过阳极预曝气方式强化2,4-D去除的同时从MFCs系统回收电能.     

阳极材料对6 L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响

阳极材料是影响微生物燃料电池实用化的关键因素之一.本文以碳刷、碳布或石墨毡阳极和泡沫镍空气阴极制成紧凑式6 L单室双空气阴极微生物燃料电池(MFC),研究不同阳极材料对电池启动过程和运行以乙酸钠为基质的人工废水和实际屠宰废水的产电性能和废水处理效果的影响,比较了单位阳极成本的产电效益.结果表明:阳极材料对紧凑式MFC的启动过程没有明显影响;在产电性能方面,碳刷阳极MFC在人工废水和屠宰废水中的输出功率密度最高,分别为(56.3±1.8)W·m~(-3)和(19.5±0.8)W·m~(-3),其次为碳布阳极MFC,分别为(46.0±1.7)W·m~(-3)和(16.9±0.6)W·m~(-3),最差的是石墨毡阳极MFC,分别为(40.8±1.5)W·m~(-3)和(11.9±0.5)W·m~(-3);在废水处理效果方面,不同阳极MFC在运行人工废水或屠宰废水时COD去除率没有明显差别,均在90%左右.碳刷阳极MFC所产生的经济效益最高,在运行乙酸钠和屠宰废水时分别为(3.44±0.08)m W·元-1和(0.97±0.05)m W·元-1,分别比碳布MFC和石墨毡MFC高18.6%、12.8%和38.7%、80%.本研究结果说明碳刷是微生物燃料电池实用化过程中最合适的阳极材料.     

恶臭假单胞菌Pseudomonas putida S-1强化微生物电解池丙硫醇降解性能的研究

采用恶臭假单胞菌(菌株S-1)强化微生物电解池的丙硫醇降解性能.结果显示,菌株S-1可促进阳极微生物的生长和加速电子的传递,阳极微生物膜厚度从36μm增加至70μm,氧化和还原峰值电流分别从0.10和0.12 mA增加到0.14和0.21 mA.菌株S-1强化了微生物电解池的降解性能,丙硫醇脱硫率和矿化率分别从25.1%和34.3%增加至81.7%和53.4%.由于丙硫醇中间产物无法全部鉴别和准确定量,采用矿化库伦效率来表征菌株S-1对电子利用率的提升,发现其值从37.1%增大至67.9%.菌株S-1提高了微生物电解池对丙硫醇的降解速率.采用Haldane模型进行动力学分析,发现最大比降解速率(u_max)从3.0 mg·L^-1·h^-1·cm^-2提高至3.4 mg·^-1.h^-1·cm^-2.同时,菌株S-1丰富了阳极微生物多样性.高通量测序结果显示,Pseudomonas,Caldilinea、Thiobacillus、Methyloph...     

Ti/SnO2-Sb-Yb电极电催化氧化吡啶废水的研究

采用稀土镱掺杂锡锑(Ti/SnO2-Sb-Yb)作为阳极催化氧化吡啶废水,探讨了电流密度、电解质浓度、极板间距、pH、初始吡啶浓度5个参数对吡啶降解的影响规律,分析了吡啶降解的反应动力学和能耗.结果表明:在最佳反应条件下反应50 min,吡啶和TOC的去除率分别为96.8％和85.62％;在该反应体系下,吡啶的降解符合...