电催化氧化法处理印染废水的实验研究

采用不锈钢负载TiO2薄膜电极为阳极、不锈钢为阴极,在电解槽内以电催化氧化法处理印染废水溶液,研究了电解电压、电极间距、pH值、电解时间以及电解质(NaCl)等对印染废水降解效果的影响.结果表明,在电解电压为12 V、电极间距为1.0 cm、溶液pH值为4.38、NaCl投加量为100 mg·L-1、电解时间为50 min的条件下,CODCr去除率达到70%以上;经过复合铝铁混凝剂(投加量为400 mg·L-1)混凝和催化电解两步处理后,废水的CODCr去除率均达到80%以上、色度去除率达到96%以上.     

三维电极电解处理线路板含铜废水

采用三维电极电解实验研究实际线路板含铜废水的电化学氧化过程。考察了槽电压、极间距、极板材料、添加工作电极材料及电解质对铜的去除率的影响,并确定适宜的反应条件为:极间距3cm,极间填充钢珠,槽电压10V,电解时间45min。在此反应条件下,铜的去除率达到82.3%,处理线路板废水的电费成本为1.11元/吨。     

电催化氧化法降解偏二甲肼废水研究

采用电催化氧化法对推进剂污水中主要污染物偏二甲肼(UDMH)进行处理,钛基氧化铅形稳电极作为阳极,Pd涂层板为阴极组成电解体系,考察不同实验条件下偏二甲肼去除率的变化规律。结果表明,制备所得的钛网基氧化铅电极在电流密度为1 mA/cm²、电解时间为1 h的条件下,对10 mg/L的偏二甲肼的去除率高达100%,是石墨毡电极的近4倍。提高电流密度、电解体系中加入氯离子等措施可强化该方法的降解能力,本研究为偏二甲肼废水处理提供了新思路。     

三维电极电解阴离子表面活性剂废水的研究

采用三维电极电解法对含阴离子表面活性剂（LAS）废水的处理进行了研究，考察了不同电极组合、槽电压、停留时间、电极间距及废水的pH值对降解效果的影响，并对电解机理作了初步探讨.实验表明：LAS废水处理的最佳工艺为：极间距2cm，槽压为8V，电解时间为40min.LAS、COD、TOC的去除率分别在94.5%、66.2%和58.7%以上.电极材料对去除率有很大影响.     

不溶性阳极电解气浮法处理含油废水的试验研究

采用石墨作阳极对含油废水进行电解气浮处理研究,对电解法处理乳化含油废水的作用机理进行了初步探索,考察了电流强度,电解时间,极间距和pH值对废水中油去除率的影响。正交实验表明,电解时间是影响废水除油率的最显著因素。在电流强度为0.38A,电解时间为28min,极间距为1.5cm,原水pH值为7.1的条件下进行电解气浮实验,废水除油率达到93.59%。     

Ti/RuO2-ZrO2电极电解处理焦化废水生化出水

采用热分解法制备了Ti/Ru O2-Zr O2钛基金属氧化物涂层电极,利用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对电极的形貌结构和金属涂层物相进行了表征,并以该涂层电极为阳极,经预处理的钛板作为阴极构建了电化学催化反应发生体系以处理焦化废水生化出水。结果表明,在电流密度10 m A/cm^2、p H为7、电解时间60 min、反应温度25℃的优化条件下,焦化废水生化出水经电解处理后COD去除率可达96.2%,TOC去除率达87.0%,UV254大幅下降,原水中杂环类和环烷烃类有机物可降解为单环及简单链状烃类。     

热分解法制备Ti/IrO2-RuO2电极及灿烂甲酚蓝废水降解

利用热分解法制备Ti/IrO_2-RuO_2电极,通过SEM和XRD等测试手段对其进行形貌和结构表征。以该电极为阳极处理苯系染料废水灿烂甲酚蓝(BCB),考察了电解电压、电解质Na_2SO_4浓度、电极间距、反应温度和电解时间对BCB废水COD去除率和降解率的影响。结果表明:在电解电压为3. 0 V、电解质Na_2SO_4浓度为6. 0 g/L、电极间距为3 cm、反应温度为50℃、电解120 min时,BCB废水的COD去除率为78. 4%,BCB降解率为77. 1%。     

三维电极电解法处理絮凝后废乳化液

采用三维电极电解处理经聚合氯化铝和聚丙烯烯胺絮凝气浮处理后的高浓度废乳化液,同时对比了二维电极电解法、芬顿氧化法处理效果。考察了电解电压、初始pH、电解时间、出水pH、活性炭使用次数等对COD去除率的影响,结果表明:三维电极电解法处理效果远优于二维电极电解,与芬顿氧化法相比具有明显的成本节约优势。在电解电压为18V,初始pH值为3,电解时间1h,出水pH值为10,活性炭重复使用12次的条件下,废乳化液COD去除率仍然达64%以上。     

三维电极法处理含汞有机废水的研究

采用石墨为阴极、Ti/RuO_2-IrO_2为阳极的复极性三维电极反应器对含汞气田废水进行处理,研究了电解时间、粒子电极填充量、初始pH值、电解电流密度等因素对去除COD和汞的影响。结果表明,采用双阳极,在电解时间120 min,粒子电极填充量40 g/L,原水pH,电流密度200 mA/cm~2的条件下,可将废水中COD从8 723 mg/L降低至459 mg/L,去除率为94.7%,总汞从2.218 mg/L降低至0.036 mg/L,去除率为98.3%。且COD的去除符合一级动力学模型,汞的去除符合二级动力学模型。处理后水中总汞含量达到国家二级排放标准;双阳极三维电极进一步与二维电极组合能使处理后水中COD降低至50 mg/L以下,达到国家排放标准。     

PbO2/Ni泡沫镍阳极电催化氧化含润滑油废水

以PbO_2/Ni泡沫镍为阳极,同等尺寸的泡沫镍为阴极,电催化氧化降解含润滑油废水,探讨了电解时间、电流密度、电压、电解质质量浓度等因素对电解效率的影响。研究发现:PbO_2/Ni泡沫镍电极在低电流、低电压条件下,延长电解时间,其对废水COD的去除率更高,使用寿命更长。结果表明:当电流密度0.01 A/cm~2、电压4 V、电解质质量浓度10 g/L时,电解时间200 min时,COD去除率可达到78.5%。通过扫描电镜(SEM)分析对电解前后的阳极材料表面形貌进行表征,发现电极的表面活性层有脱落的现象;通过能谱仪(EDS)分析发现电解后的阳极材料表面C元素的质量分数增加,说明在电解的过程中C以有机物或无机物的形式附着在电极表面。     

电极对微生物燃料电池同时处理有机废水和含铜重金属废水产电性能的影响

实验以有机废水为阳极底物,以活性污泥中的混合菌为阳极接种微生物,以含铜废水为阴极液,构建双室MFC,探讨电极对MFC同时处理有机废水和含铜重金属废水产电性能的影响.结果表明:MFC对阳极有机废水COD的去除率最高为79.1%,对阴极液中Cu²⁺的去除率最高为95.6%.活性炭/石墨棒电极MFC产电性能最优,开路电压最高为800mV,是石墨棒电极MFC的1.25倍,是活性炭/碳纸电极MFC的1.3倍,是碳纸电极MFC的1.5倍.当电极距离为2cm时,MFC开路电压580mV,内阻为181Ω,产电性能最优.电极表面积为75cm²时,MFC的开路电压470mV,是电极表面积为50cm²的MFC的1.1倍,是电极表面积为30cm²的MFC的2.1倍.当A_An/A_cat=0.4时MFC产能最佳,MFC的开路电压最高为600mV,最大功率密度48.2mW/m².     

MFC-MEC耦合系统产电性能及处理含镉重金属废水的研究

以厌氧活性污泥为阳极菌种,乙酸钠为阳极底物,硫酸铜和重铬酸钾溶液为微生物燃料电池（MFC）阴极液,人工模拟含镉重金属废水为微生物电解池（MEC）阴极液,构建MFC-MEC耦合系统,利用MFC的产电驱动MEC运行,在不消耗外部能源的情况下,实现含镉重金属废水中Cd²⁺的去除。实验研究了MFC反应器容积、MFC堆栈、MEC电极材料、MEC阴极液pH对MFC-MEC耦合系统电性能及含镉重金属废水处理效果的影响。结果表明：MFC反应容积的扩大可以提高其产电性能,但与此同时会造成MFC的内阻升高,随着MFC容积的增加,MEC中Cd²⁺去除率逐渐增加,但同时MFC阴极Cr⁶⁺去除率逐渐下降;MFC堆栈可以提高工作组两端电压,串联时最大输出电压为1509 mV,Cd²⁺去除率为69.3%;以钛板作为MEC电极时,微生物能有效附着在阳极表面,MFC阳极COD去除率为85%,MEC中Cd²⁺去除率为51.5%;MEC阴极液pH在3~5时,有利于含镉重金属废水的处理,Cd²⁺去除率80%以上。经XRD分析,MEC阴极还原产物为CdCO₃。     

光电协同催化氧化处理饮用水中藻毒素-LR

以TiO2薄膜为光阳极,利用光电协同催化氧化技术降解水中藻毒素-LR,并研究该技术降解藻毒素-LR过程中的各种影响因素。随着阳极偏电压的增加藻毒素的去除率先增加后持平,当阳极偏电压值高于最佳值时,去除率保持不变甚至略有降低。充足的氧源会明显促进降解过程提高了藻毒素的去除率。pH的微小变化会引起去除率的较大波动。高流速的体系使得污染物在反应器中停留时间过短,从而导致其去除率的降低。过低的流速又不利于电极表面的传质过程,同样会降低藻毒素的去除率。在本论文的反应器中,以TiO2/Ti板为光阳极,在阳极偏电压2.5 V、空气环境、pH=8的体系流速为100 mL/min时,对藻毒素的去除率最大,2 h后就可达95%以上。     

Electrochemical process for 2,4-D herbicide removal from aqueous solutions using stainless steel 316 and graphite Anodes: optimization using response surface methodology

In this experimental study, an electrochemical cell (100 cc) equipped with anode electrodes of SS316 and graphite and the cathode electrode of SS316 in parallel form at a distance of 1 cm from each other was used to degradation the 2,4-Diclorophenoxy acetic acid (2,4-D) herbicide. The results showed that the removal efficiency of 2,4-D herbicide in initial concentrations of 50 and 100 mg/L under optimum conditions (pH = 7, electrolysis time = 50 min and current density = 3 mA/cm²) using the graphite anode electrode was 73.5% and 47.76%, respectively; however, using the SS316 electrode, the removal efficiency was 44.23% and 17.65%, respectively. The highest removal of 2,4-D in electrochemical process was 95.87% for herbicide initial concentration of 50 mg/L by graphite anode electrode. Considering the efficiency of 2,4-D removal, the determined coefficients were found to be 0.91–0.93. The amount of energy consumed for SS316 and graphite electrodes was obtained to be 6.308 and 5.99 kWh/m³, respectively. Results revealed that the electrochemical process with graphite anode electrode has an acceptable efficiency in removing the 2,4-D herbicide and can be used as an appropriate pretreatment in treating the wastewater containing the resistant compounds such as phenoxy group herbicides (2,4-D).     

电解法去除PAM生产废水中氨氮的研究

分别研究了铁板、铝板、钛板、镀钌钛板、镀二氧化铅钛板作为电极时PAM生产废水中氨氮的去除效果.结果表明,采用镀钌钛板电极比采用镀二氧化铅钛板电极具有更高的氨氮去除率;极板间距为0.5 cm时的氨氮去除率略优于极板间距为1 cm时的氨氮去除率;当放电时间超过6 min时,氨氮去除率随时间的变化曲线趋于平缓;采用镀钌钛板电...     

电芬顿法降解苯酚废水的研究

对以空气扩散电极为阴极,铁板为阳极的电化学体系降解苯酚模拟废水进行了研究。采用分光光度法测定苯酚浓度,研究了pH值、电解时间和电流密度对苯酚去除率的影响。结果表明,电芬顿体系对含酚废水有很强的降解能力,初始浓度为300 mg/L的苯酚溶液,在电流密度20 mA/cm2条件下电解180 min,苯酚去除率99.5%,COD(Chemical Oxygen Demand)去除率85.1%。     

微波合成SnO2/活性炭粒子电极及降解4-氯酚

以甘蔗渣为原料,KOH为活化剂,SnCl₄·5H₂O为修饰剂,采用微波法制备了SnO₂/活性炭粒子电极,对其进行了表征,使用线性伏安法和循环伏安法分析了粒子电极的电化学性能,以4-氯酚为目标污染物进行电化学降解实验,对降解机理进行了探讨。结果表明,SnO2成功地负载于粒子电极表面。在微波功率640 W、微波时间15 min、质量分数10%的KOH、质量浓度200 g/L的SnCl₄·5H₂O条件下制备所得粒子电极显示出最高的电子传导系数和最大的电化学活性面积。在以DSA板作阳极,钛板作阴极的三维电极反应器中,电解4-氯酚的质量浓度500 mg/L的模拟废水150 min,4-氯酚去除率达到96.15%。     

电催化氧化技术处理氨基甲酸酯类农药废水

应用自制装置对氨基甲酸酯废水的电催化氧化处理进行了研究,实验了阳极板种类、电流密度、电催化氧化时间、电极间距离、废水pH值等对CODCr去除效果的影响,确定了最佳的处理条件:以涂层Ti/IrO-RuO作阳极,不锈钢作阴极;在电流密度为20 mA/cm2;电催化氧化时间为4 h;电极间距离为2 cm;废水pH值在7~8之间,废水CODCr去除率达85%,B/C由0.03提高到0.71,经液谱及液质分析主要有毒污染源得以去除。     

Removal of volatile fatty acids (VFA) by microbial fuel cell with aluminum electrode and microbial community identification with 16S rRNA sequence

Removal of volatile fatty acids in anaerobic digestion of organic wastes can accelerate eventual decomposition of organic wastes to CO₂ and H₂O using a recovery of electric energy by a microbial fuel cell. The fuel cell anode chamber was a 10 cm (I.D.)×20 cm long cylindrical Plexiglass having an ion ceramic cylinder separator (I.D.10 mm, O.D.12 mm, 0.3 μm average pore size). The aluminum foil cathode (12 cm² surface area) was located inside the ceramic cylinder. Between the two cylinders, 1 liter of activated carbon particles was packed as anode electrode having a void fraction of 0.4. This fuel cell was connected to a 5 liter bioreactor (working volume 1.5 liter), and the bioreactor was run in batch mode by re-circulating a synthetic wastewater of 5 g/L glucose. Maximum TVFA (total volatile fatty acids) and SCOD (soluble chemical oxygen demand) removal rate were 3.79 g/L·day, 5.88 g/L·day, respectively. TVFA removal efficiency (92.7%) and SCOD removal efficiency (94.7%) under maximum current density operation were higher than the operation with maximum power density. In acid fermentation, butyric acid concentration was highest because Clostridium butyricum was a dominant microbial communitiy in the inoculum. The microbial cells collected from the anode bio-film samples were affiliated with Bacillus cereus based on the nucleotide sequences of dominant DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) bands.