Oxidation behavior of ammonium in a 3-dimensional biofilm-electrode reactor

Excess nitrogenous compounds are detrimental to natural water systems and to human health. To completely realize autohy- drogenotrophic nitrogen removal, a novel 3-dimensional biofilm-electrode reactor was designed. Titanium was electroplated with ruthenium and used as the anode. Activated carbon fiber felt was used as the cathode. The reactor was separated into two chambers by a permeable membrane. The cathode chamber was filled with granular graphite and glass beads. The cathode and cathode chamber were inhabited with domesticated biofilm. In the absence of organic substances, a nitrogen removal efficiency of up to 91% was achieved at DO levels of 3.42 ± 0.37 mg/L when the applied current density was only 0.02 mA/cm^2. The oxidation of ammonium in biofilmelectrode reactors was also investigated. It was found that ammonium could be oxidized not only on the anode but also on particle electrodes in the cathode chamber of the biofilm-electrode reactor. Oxidation rates of ammonium and nitrogen removal efficiency were found to be affected by the electric current loading on the biofilm-electrode reactor. The kinetic model of ammonium at different electric currents was analyzed by a first-order reaction kinetics equation. The regression analysis implied that when the current density was less than 0.02 mA/cm^2, ammonium removal was positively correlated to the current density. However, when the current density was more than 0.02 mA/cm^2, the electric current became a limiting factor for the oxidation rate of ammonium and nitrogen removal efficiency.     

多孔Fe-Si电极电催化还原硝酸根离子

水体硝酸盐污染已成为一个日益严重的问题。以多孔Fe和Fe-Si合金为阴极,Ti/IrO_2为阳极构建电解系统,对模拟废水(100 mg·L~(-1)NO_3~--N+500 mg·L~(-1)NaCl+500 mg·L~(-1)Na2SO4)进行电解以去除其中的硝酸根离子,并研究了多孔Fe-Si合金在电解过程中的稳定性。实验结果表明,增大电流密度有利于提高NO_3~--N和总氮的去除效率。当电流密度为40 mA·cm~(-2)时,以多孔Fe为阴极,几乎无副产物产生,NO_3~--N和总氮去除率均为94.3%,但电解完成之后Fe电极腐蚀严重,溶液中铁离子浓度达1 418 mg·L~(-1)。而以多孔Fe-Si为阴极时,随合金中硅含量增加,NO_3~--N和总氮去除率均呈下降趋势,但电极稳定性显著提高,电解完成之后溶液中Fe离子浓度显著下降。当Fe-Si合金中硅原子百分比为50%时,NO_3~--N和总氮去除率均为78.8%,此时溶液中Fe离子浓度仅为41 mg·L~(-1)。多孔Fe-Si合金作为阴极还原硝酸根离子时,具有较高的硝酸根去除率和良好的稳定性,应用前景较好。     

石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

低低温电除尘器二次扬尘分析及解决措施

低低温电除尘技术二次扬尘增加,必须采取相应措施才能发挥其高除尘效率。分析了低低温电除尘器二次扬尘的特点和国外采取的措施及研究现状,包括离线振打、旋转电极技术两种解决方法。提出了新型解决低低温电除尘器二次扬尘的方法,即优化振打系统,并将该技术在长兴电厂低低温电除尘器中的应用作了重点阐述,成功解决了该项目的二次扬尘问题。     

改性粘胶基活性碳纤维电极用于NaCl溶液电吸附脱盐的研究

用HNO3、KOH、H2O2和H2O2／UV对粘胶基活性碳纤维（ACF）进行改性,并用扫描电子显微镜和BET的方法对未改性和改性后的ACF进行表征。以ACF为电极,直流稳压电源提供电压,在静态吸附装置中进行NaCI溶液的电吸附脱盐实验。实验结果表明：对同种ACF,随NaCl质量浓度的增加,吸附速率加快,ACF吸附量增大;在相同NaCl质量浓度条件下,电压越高,ACF吸附量越大。对各种ACF电吸附脱盐效果进行比较发现,KOH改性ACF效果最好,HNO3改性ACF效果最差。     

银离子电极法现场快速测定水中氰化物

利用银离子电极及银氰络合物的平衡指示作用,探讨了在事故现场快速测定水中氰化物的方法.试验表明方法灵敏,操作简单、快速.银离子电极对氰化物浓度从0.04～20mg/L呈线性响应.     

钛基修饰锡锑铅氧化物电极制备及性能研究

采用高温热氧化法制备了钛基锡锑铅氧化物电极,并对不同使用时间的该电极进行SEM和EDX的研究。应用快速电极寿命法测试了该电极在60℃,1.0mol/LH2SO4溶液中的使用寿命。以甲基橙为目标有机物考察了该电极的电催化氧化性能。实验结果表明,该电极具有较长的使有寿命和较高的电催化活性。     

非金属材料表面电阻测试及影响因素的研究

表面电阻是衡量非金属材料导静电性能的关键参数,表面电阻的准确测量对非金属材料在防静电场所的安全使用至关重要.应用常见的两点电极、同心环电极、重锤电极以及自行研制的平行条电极对不同类型的非金属材料进行了表面电阻测试,通过对比验证了平行条电极的准确性.实验结果表明:使用不同电极对同一种材料进行表面电阻测试时,测试结果存在差...     

化学滴液电极对废水中Pb~(2+)测定的初步研究

利用自制的滴液电极,运用循环伏安和方波伏安法,对Pb~(2+)在水/甲基异丁基酮(MIBK)界面上通过双硫腙(HDz)促迁移的反应机制进行了研究.结果表明,该迁移过程为不可逆过程,Pb~(2+)的迁移峰电位为0.122 V,且当Pb~(2+)摩尔浓度为5.0×10~(-7)～4.0×10~(-5)mol/L时,峰电流和Pb~(2+)浓度呈线性相关关系;水相中常见的Na~+等金属离子浓度比Pb~(2+)浓度大百倍时,或水相中常见的Mg~(2+)、Ni~(2+)浓度与Pb~(2+)浓度相同时,对峰电流测定结果产生的干扰都较小(相对误差小于10.0%),但当水相中有Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)存在时,即使其浓度都与Pb~(2+)浓度相同,也会对峰电流测定结果产生明显干扰(相对误差分别为-12.2%、-28.7%、-60.3%);以方波伏安法取代循环伏安法进行峰电流测定,以新型绿色溶剂室温离子液体(RTILs)取代四苯硼四丁基铵作为有机相电解质,能极大提高Pb~(2+)浓度测定的灵敏度.     

TiO2／Ni PECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO2／Ni光电极为阳极,纤维状石墨毡材料（graphite felt,GF）为阴极,饱和甘汞电极（saturated calomel electrode,SCE）为参比电极建立TiO2／Ni光电催化氧化（PECO）体系。以邻苯二甲酸二甲酯（dimethy phthalate,DMP）为目标物,研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用。结果显示：DMP的降解符合拟一级动力学规律;当DMP初始浓度一定时,影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为：催化剂有效面积,紫外光强度,曝氧速率,外加偏转电压等。实验证明本体系中光电之间具有协同作用。