三维多孔泡沫炭电极电催化氧化高氨氮废水的试验研究

采用熔化-起泡-沉降-碳化的方法制备了三维多孔泡沫炭,该材料开孔率高、水体透过性好、导电性优越,相比相同反应条件下的二维传统Ti/IrO₂-RuO₂电极,该材料对氨氮的去除率更高,能耗更低;以三维多孔泡沫炭为阳极电催化氧化去除高氨氮制碱废水,考察了电流密度、强制搅拌和极板间距对氨氮去除率的影响,结果表明提高电流密度、强制搅拌和减少极板间距均有利于提升电催化氧化氨氮的去除率。综合考虑废水处理效果和能耗确定适宜条件为：极板间距为1 cm,强制搅拌,电流密度为20 mA/cm²,电解时间为6 h,此时氨氮的去除率为96%,能耗为31.25 kW·h/m³,三维多孔泡沫炭电极能有效实现电催化氧化高氨氮制碱废水的氨氮去除。     

Fe3+-TiO2/AC三维电极处理氨氮模拟废水研究

采用泥浆法制备Fe³⁺-TiO₂/AC复合材料,通过XRD和SEM对复合材料进行表征,以复合材料为粒子电极,石墨板为阴阳极,构建三维电极系统处理氨氮模拟废水,探究电解电压、电解质NaCl浓度、初始pH值及粒子电极投入量对氨氮去除的影响,并应用响应曲面法对处理废水的条件进行优化。结果表明:在电解电压为18 V,电解质NaCl浓度为6.7 g·L^-1,溶液初始pH值为9.00,粒子电极投入量为10.0 g·L^-1时,电解40 min后,氨氮去除率为96.86%。采用响应曲面法优化后,在电解电压为18 V,粒子电极投入量为9.9 g·L^-1,初始pH值为9.10条件下,电解40 min后,氨氮去除率最佳为97.61%。以上研究结论可为氨氮废水的工业处理提供一定的参考。     

N-Mn-TiO2/AC粒子电极的制备及其降解性能研究

以传统活性炭(AC)粒子电极为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/AC粒子电极以及掺N、掺Mn、N-Mn共掺杂改性的TiO₂/AC粒子电极,并将几种粒子电极应用于三维光电系统,考察其对实际印染废水的处理性能。XRD表征结果表明,TiO₂成功负载于AC表面且以锐钛矿晶型为主,N元素并未取代晶格氧,而是进入TiO₂晶格间隙,加快了电荷转移,Mn元素则以间隙掺杂形式进入TiO₂晶格,加快了光生空穴(h+)的转移;SEM、EDS和FT-IR结果显示,相比TiO₂/AC粒子电极,N-Mn-TiO₂/AC粒子电极比表面积显著增大,含氧官能团明显增加;印染废水降解实验结果表明,当实际印染废水中COD、NH₄⁺-N、TN分别为1 600～1 800、25～40、40～60 mg/L时,N-Mn-TiO₂/AC三维光电体系对COD、NH₄⁺-N...     

复合活性炭三维粒子电极处理造纸废水

采用活性炭为载体,加入Fe₂O₃、Al₂O₃等多金属化合物和SiO₂,制备出新型复合活性炭粒子电极。该电极与石墨组成三维电极处理系统,对造纸废水进行电催化氧化处理。结果显示,当pH值为3.5,电解电压48 V、反应时间60 min,对某厂化学需氧量(COD)高达15188 mg/L的造纸废水有80%的降解率。对于废水可生化性有很好的提升。该电极具有良好的稳定性。连续使用5次,降解率仍然保持在79%。本文考察了多金属化合物和SiO₂对粒子电极的影响。结果表明多金属化合物具有催化作用,SiO₂为稳定剂。同时本文采用三维荧光分析技术代替传统方法(高效液相、比色法)检测COD,光谱强度与COD浓度有良好的线性关系。该方法具有简便、快速和无需引入其它化学试剂等优点。     

BDD电极去除废水中氨氮的反应机理

采用硼掺杂金刚石(BDD)膜电极对氨氮废水进行处理,重点探讨了氨氮的氧化机理。结果表明:碱性条件下,氨氮在BDD电极上可直接氧化,其氧化率达6%。在氯离子存在条件下,氨氮氧化以间接氧化为主,氨氮去除率可达到87%,其中直接氧化率为8%,间接氧化率为79%,且在氧化过程中活性游离氯更易与氨氮发生反应,转化为N2或硝酸盐,而不是转化为氯酸盐或有害的高氯酸盐。     

漂白粉法去除化工废水中氨氮的研究

某化学工业园综合污水处理厂的二沉池出水的氨氮浓度较高,通过投加漂白粉进一步去除其中的氨氮,以期达标排放。通过改变原水的p H、反应时间和漂白粉的投加量,探讨该方法的最佳运行参数。最后,对比了几种物化法去除氨氮的效果及成本,得出合理的处理方案。实验结果表明,投加漂白粉去除氨氮的最佳运行参数是原水p H为弱酸性至中性,反应时间为60分钟,漂白粉的用量为1.2 g/L。根据预算成本与处理效果,漂白粉作为去除氨氮药剂最为理想。     

陶瓷-碳复合粒子电极的制备条件对三维电催化处理有机废水的影响

以多孔氧化铝陶瓷为基体,对其活化后在表面负载柠檬酸,固相焙烧得到一系列陶瓷-碳复合粒子电极,并以三维电催化氧化降解有机废水实验考察了各粒子电极的催化活性。实验结果表明:陶瓷基体在柠檬酸与水的质量比为20%的溶液中浸渍10 h,900℃下焙烧4 h制备的复合粒子电极的催化活性最高。在槽电压15 V、极板间距7 cm、支持电解质10 g/L、曝气0.07 L/min的条件下,处理2.5 h后,原COD值为56 734.38 mg/L的实际生产有机废水,COD的去除率达86.50%,COD值降至7 659.14 mg/L。     

塑料粒子电极对电催化降解硝态氮增强作用的试验研究

以塑料为基体负载催化剂制备了塑料粒子电极,与Ti/RuSn阳极构建三维电催化反应器来增强硝态氮电催化降解的效果,并对塑料粒子电极进行了XRD、 SEM表征。研究结果表明：塑料粒子电极表面负载了石墨烯、 Ru-Sn双金属催化剂,与氯离子、 Ti/RuSn阳极一起,协同促进了硝态氮阴极还原中间产物向氮气的转化,提高了总氮的去除率,自由基淬灭试验证明了自由基的存在与作用;当硝态氮的质量浓度为300 mg/L,粒子投加量为41.52 g/L,氯化钠投加量为0.1 g/L,反应时间为2.5 h时,三维电催化过程对硝态氮和总氮的去除率分别为75.92%和70.08%,相比二维电催化反应器,其去除率分别提高了39.73%和45.39%,塑料粒子电极对硝态氮的电催化降解有一定的增强作用。     

Ti/SnO_2电极隔膜电解处理氨氮废水技术研究

分别以平板Ti/SnO_2网状电极和石墨为阳极和阴极,制作隔膜和无隔膜电解反应器并对比处理500mg/L自配氨氮溶液。在处理水量为3.6 L,电流密度为10 m A/cm2,有效阳极面积为1 440 cm~2,电流为0.8 A,反应时间70 min条件下,出水氨氮分别为74、222 mg/L,去除率分别为85.2%、55.6%;当两种反应器吨水电耗均为10.5k W·h时,出水氨氮分别为74、153 mg/L,去除率分别为85.2%、69.4%。在出水氨氮相同时,隔膜电解反应器在吨水电耗、电流效率以及反应速率方面均优于无隔膜电解反应器。     

负载Sb掺杂SnO2瓷环粒子电极的制备及电催化性能

通过浸渍法制备负载Sb掺杂SnO2的石英微孔瓷环粒子电极.采用扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射对粒子电极的形貌及晶相组成进行表征;以除草剂废水为研究对象,优化了粒子电极的催化反应参数.结果表明:所制备的粒子电极表面负载了Sb掺杂SnO2晶体,并且孔径增大,有利于电解液的传质,因而提高了电催化氧化反应的效率...     

NaClO氧化去除高盐废水中氨氮的影响因素及其动力学研究

采用NaClO氧化降解高盐废水中的氨氮,对其影响因素及动力学进行研究。结果表明:NaClO对氨氮的氧化降解过程符合伪一级反应动力学模型,影响其降解效果的因素有NaClO的投加量、氨氮的初始浓度、盐分、温度等。当NaClO投加量为0.6%时,反应速率常数高达0.015 75 min~(-1)。氨氮初始浓度越大,氧化反应效果越差,且初始质量浓度不超过45 mg/L时,随着初始浓度的增加,其对氧化反应速率常数的影响增大。低浓度盐分对氨氮氧化基本无影响,但超过2.0%时,随着盐分的增加,其对氨氮氧化效果的抑制作用增强,反应速率常数明显降低。提高反应温度,有利于氨氮的氧化降解,当温度从10℃增加至35℃的过程中,反应速率常数从0.001 88 min~(-1)增加至0.010 43 min~(-1)。     

电化学氧化法去除养猪废水中氨氮的研究

针对养猪废水,分析了电化学氧化过程中阳极材料,pH,电流密度和Cl的质量浓度对氨氮去除率的影响.结果表明,pH控制在6～10、阳极选用RuO2-IrO2-TiO2/Ti电极、电流密度为85 mA·cm-2,Cl-的质量浓度为8.0 g·L-1时,对养猪废水中的氨氮有较好的处理效果.优化条件下,对实际养猪废水进行电化学氧化处理,氨氮较COD优先去除,180 min内去除率达到98.22%.     

基于油基钻屑的金属粒子电极制备及其对含酚废水的处理

油基钻屑的处理与资源化利用一直是研究热点。以油基钻屑为基材,由固态烧结法制备多孔载体,通过浸渍-焙烧法制备以CuSnSb为活性组分的金属粒子电极,构建三维电催化氧化体系,用以处理含酚废水。考察了粒子投加量、脉冲频率和占空比对COD_Cr去除率的影响。结果表明,在粒子投加量为40 g/L,脉冲频率为2 400 Hz,占空比为0.5条件下反应40 min, COD_Cr去除率可达74.8%。     

TiO2/AC粒子三维电极电化学处理DMF废水研究

以氧化钛负载的活性炭粒子(TiO_2/AC)为三维电极,铁板、石墨板分别为电极阳极和阴极,对DMF废水进行降解。考察了电解电压、pH、电解质浓度、电解时间、曝气量对DMF废水COD降解效果的影响。通过正交试验探究了COD降解效果的最佳条件,研究结果表明:当pH为4,电压为13V,电解质浓度为2.5 g/L,曝气量为1 L/h,电解时间为80 min时,DMF废水COD的降解率可达到91%。该实验结果为DMF有机废水的处理提供了一定的参考价值。     

聚苯胺中间层改性Ti/PbO2电极的制备及其降解性能

引入导电聚合物聚苯胺膜（PANI,polyaniline）对Ti/PbO₂电极进行改性,采用两步电沉积法成功制备出Ti/PANI/PbO₂电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)和交流阻抗(EIS)对制备的电极进行表征,以甲基橙为目标污染物,探讨了PANI的沉积时间对电极性能的影响,并研究了Ti/PANI/PbO₂电极对罗丹明B和4-硝基苯酚的降解性能。结果表明,PANI的引入未影响活性层PbO₂的晶相结构和形貌特征,但显著提高了电极的析氧电位,Ti/PANI/PbO₂的析氧电位可达3.43V。当PANI聚合时间为30min时,电极Ti/PANI-30/PbO₂的电化学性能和电催化降解效果最佳。在电流密度为30mA/cm²、污染物初始浓度为50mg/L、Na₂SO₄浓度为0.1mol/L的实验条件下,反应120min后,Ti/PANI-30/PbO₂对甲基橙、罗丹明B和4-硝基苯酚的去除率分别为99.8%、99.9%和94.0%。     

焦化废水氨氮去除方法的研究进展

焦化废水是煤制焦化产品回收过程中产生的废水,属于难处理的工业废水。文章就目前国内外针对焦化废水中氨氮的去除应用的各种物理化学方法,如蒸汽汽提法、吹脱解析法、离子交换法、折点氯化法、吸附沉淀法、电化学氧化法、催化氧化法等方法技术的原理及处理现状做出介绍,分析了各种处理方法的特点和出现的问题,并对处理焦化废水除氨氮做出展望。     

Fe3+-TiO2@CGS三维电极电化学处理苯酚及氨氮废水的研究

以钛板为阳极、石墨板为阴极、煤气化渣负载Fe³⁺-TiO₂粒子(Fe³⁺-TiO₂@CGS)为三维电极,构筑了电化学处理苯酚废水、氨氮废水的三维电极反应器,考察了废水溶液pH、电流强度、粒子投入量对废水COD和NH₃-N的去除效果的影响。结果表明,苯酚废水溶液在pH=3、电流强度为1.2 A、粒子质量为3 g的条件下,COD去除率达到42.3%;氨氮废水在溶液pH=7、电流强度为1.0 A、粒子质量为3 g的条件下,NH₃-N去除率可达到67.5%。     

Mn-Sn-Sb/γ-Al2O3粒子电极对苯酚的降解特性

研制了复合氧化物负载型Mn-Sn-Sb/γ-Al₂O₃粒子电极并填充于主阴阳极之间,实现了三维电催化氧化反应,并采用XRD、SEM对粒子电极进行了表征.结果表明,该粒子电极对目标污染物苯酚显示了良好的电催化活性和稳定性,在相同反应条件下,不加粒子电极的二维电解时苯酚的降解率为55.6%,而三维电催化氧化过程中降解率为90.8%,大大提高了苯酚去除效果.研究苯酚降解的动力学规律表明,苯酚降解符合表观一级反应动力学规律.利用GC-MS分析了苯酚降解主要中间产物为异丁酸、丙二酸、对苯醌、丁烯酸、乙二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、邻苯二酚、对苯二酚及间苯二酚等,并据此推测了苯酚电催化氧化的可能反应途径.