三维电极处理生物难降解有机废水

介绍了三维电极电化学水处理技术的分类及其特点,着重阐述了国内外的实验研究与应用现状,及三维电极与化学催化、光催化、生物催化、超声波、絮凝和吸附法等的优化组合技术。该领域研究的主攻目标仍然是如何提高电极材料的催化性能,提高电流效率,减少电极极化,降低能耗。因此,新型三维电催化电极和高效反应器的研制,三维电极法与其他处理方法的系统集成及处理单元的有机联合将是今后的研究发展方向。     

三维电极体系降解含酚废水的研究

利用有机物易于接枝修饰的优点,以壳聚糖基有机物为粒子电极、Ti/Sn-Sb-La钛锡电极为阳极、石墨电极为阴极,构建了三维电极体系,研究了其对含酚废水的降解效果,并探究了降解机制。结果表明,因为壳聚糖基粒子电极的填充,构建的三维电极体系极板间距缩小、比表面积增大、活性反应位点增加、传质速率加快,降解速率显著提高,其对150 mg·L^-1含酚废水的100 min降解率可以达到80%,且废水浓度较高时降解速率较快。     

规整型第三电极在三维电极体系降解苯酚废水中的应用

采用自制的长方体蜂窝状规整型第三电极和乱堆型粒子电极为填充电极的三维电极体系处理苯酚废水,比较了规整型第三电极、乱堆型粒子电极对苯酚废水的处理效果,以及降解过程中·OH、H2O2、苯酚浓度、CODCr浓度的变化情况,探讨了苯酚降解的反应动力学,并运用红外光谱初步研究了苯酚的降解机理。结果表明,在电解质投加量为5 g/L,电压为7 V,p H值为5,极板间距为4 cm的条件下,与乱堆型粒子电极相比,规整型第三电极对苯酚去除率提高了22.50%,并且苯酚在三维电极反应器内的降解反应符合拟一级反应动力学模型,反应速率常数为0.014 min-1。     

三维电极反应器降解甲基叔丁基醚

主要考察了三维电极反应器对地下水污染物甲基叔丁基醚(MTBE)降解效果。实验分别从温度、初始浓度、Fe2+浓度等方面,探究了三维电极反应器对MTBE去除效果的影响。由实验结果可得:当温度为25℃、Fe2+初始浓度为1 mmol/L、pH=3时,初始浓度为1 mmol/L的MTBE溶液,在150分钟内的去除效率可以达到75%以上。     

三维电极反应器氧化降解苯酚

以经吸附处理的活性炭粒子构成的三维电极反应器为研究对象,对模拟含酚废水进行了静态条件试验和连续动态的试验研究。结果表明,苯酚的降解符合一级反应动力学模型,反应速率常数为0.010 3 min－1;使用Matlab软件对不同影响因素所产生的变化趋势进行数据的采集和拟合分析,结果说明酸性条件下有利于苯酚的去除;在动态实验中考察了三维电极连续处理模拟含酚废水的可行性。试验结果证明,三维电极反应器在连续运行过程中,出水水质稳定,苯酚和COD的去除率均保持在80％以上。     

三维电极电解法在有机废水处理中的应用

综述了三维电极的特点、分类及去除废水中有机物的主要研究现状,提出了三维电极目前存在的问题及研究方 向。     

三维电极反应器降解含酚废水研究

用经吸附处理的活性炭粒子构成的三维电极反应器对模拟苯酚废水进行降解处理,探究不同因素对苯酚降解率的影响。试验结果表明,当槽电压U=10 V,主电极间距d=6 cm,初始pH=6.5,支持电解质浓度CNa2SO4=3 g/L,电解初始浓度C苯酚为300 mg/L的模拟苯酚废水,30 min后降解率为84.21%。若应用在873 K下焙烧负载SnO2的优化活性炭粒子电极,催化降解效率可进一步提高10%。     

三维电极氧化降解苯酚废水的试验研究

采用自制反应器氧化降解苯酚废水,通过试验分析反应时间、pH、电解电压、Fe2+投加量对三维电极氧化降解苯酚废水中苯酚去除效果的影响,并确定最佳反应条件。试验结果表明,三维电极氧化降解苯酚废水有较好的去除效果,在最佳反应条件下,即反应时间为90 min,pH=3,电解电压15 V,Fe2+投加浓度为1 mmol/L,对苯酚质量浓度为300 mg/L的模拟废水的最大苯酚去除率达到91.2%。     

塑料粒子三维电极反应器对硝态氮降解的效果

采用导电粒子和Fe-Ti/RuSn极板构建的三维电极反应器对硝态氮进行了降解试验研究,其中导电粒子是以塑料为基体,将Pd-Sn、Ru-Sn等双金属催化剂负载在其上。研究结果表明：当硝态氮废水为300 mg/L、水力停留时间为2.5 h时,三维电极反应器对硝态氮和总氮的去除率分别为93.14%和83.29%;硝态氮的阴极还原产物,将在阳极催化、导电粒子和氯离子的协同作用下,继续转化,促进了硝态氮较为完全的降解,硝态氮和总氮的去除效果均有明显的提升。     

高效三维电极电Fenton降解苯酚实验研究

酚类化合物是一种有毒污染物,难以生物降解。电Fenton技术是去除酚类物质的有效手段之一。通过热溶剂—涂覆—焙烧法制备Fe₃O₄负载碳纳米管修饰泡沫镍(Fe₃O₄/CNT/NF)粒子电极,可在电解系统中同时产生H₂O₂和Fe²⁺。以Fe₃O₄/CNT/NF作为粒子电极构建三维电极电Fenton系统对苯酚进行降解,苯酚去除率明显高于基于Fe₃O₄/NF和NF粒子电极的三维电极及二维电极体系。对反应条件进行优化后,在降解时间60 min、极板间距3.0 cm、Fe₃O₄/CNT/NF粒子电极投加量8.0 g/L、电流350 mA、电解质浓度100 mmol/L、初始pH为4的条件下,苯酚去除率可达76.23%。猝灭实验结果表明,该体系中羟基自由基(·OH)在降解过程中起主要作用。此外,电极稳定性能优异,6次循...     

泡沫分离技术和三维电极反应器联用处理淀粉废水

以泡沫分离和三维电极法作为主体工艺,对淀粉废水进行的两个月的现场中试结果表明:气水比为10时,泡沫分离工艺对废水COD去除率高达51.2%,植物蛋白回收量为2.5kg/t(原水);三维电极反应器在反应时间、输入电压和极板间距分别为70min、10V和15cm时能获得96.9%的COD去除率,吨水能耗仅为1.78kW.h。     

三维电极方法处理多组分氨基酸废水研究

为了研究三维电极降解多组分氨基酸废水中各组分的规律和效果。采用三维电极处理多种氨基酸混合的模拟废水,结果表明,电解电流、电解时间、氨基酸混合比例和种类对混合废水中各组分降解及COD去除有显著影响;各组分降解由难到易依次是:L-亮氨酸>L-酪氨酸>L-精氨酸>L-组氨酸>L-半胱氨酸。三维电极对二组分、三组分、四组分及五组分氨基酸混合废水总降解率分别为59.0%、55.4%、50.6%及46.5%,COD去除率分别为90.8%、89.5%、88.1%及85.9%,说明三维电极对混合氨基酸废水有很好的处理效果。     

对电弧炉炼钢用石墨电极制造和使用系统单耗统计的分析及启示

通过对电极生产和使用系统消耗的分析,揭示了行业发展的共性和特性.对目前电极买方市场认识混乱,导致恶性循环表示忧虑,认为应尽快回到行业共识的思路上来.指出应正确全面分析电极消耗,分析了电极消耗机理并提出进一步降低电极消耗的方法.     

新型PbO2电极的制备及降解有机废水应用进展

本文对新型Pb02电极制备方法与改性以及在难降解有机废水中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析。     

电催化和粒子群电极用于处理有机工业污水

电化学方法处理含有机污染物的污水已引起广泛的兴趣。在电催化电极的作用下,电化学反应和化学催化作用结合,导致有机分子的电催化降解。由于粒子群电极可以提高电解效率,所以近年来受到相当的关注。选用合适的电极材料和采用粒子群电极可以加速电化学反应速率和增进电化学对催化作用的促进作用,因而在有机污水处理中它们将有助于有机物的电化学转化反应。其中论述了两个重要的问题,电极材料选择的科学依据和粒子群电极的应用前     

A novel photoelectrocatalytic system for organic contaminant degradation on a TiO2 nanotube (TNT)/Ti electrode

A novel degradation system, combined with photon-efficient thin-film photocatalysis, conventional bulk-phase photocatalysis and photocarrier-efficient electrocatalysis (TBPE), was developed on a vertically ordered one-dimensional (1D) TiO₂ nanotube (TNT)/Ti electrode for the purification of organics. The TBPE system possessed excellent optical, electrochemical, photoelectrochemical and photoelectrocatalytic properties as well as a high mass-transfer coefficient and interfacial activity. The combined degradation of methyl orange (MO) was optimized by varying the rotation angular velocity, applied bias and substrate concentration, and a photoelectrochemical synergetic effect of 62.2% was observed under the optimized conditions for TBPE compared to the individual electrocatalytic (EC) and photocatalytic (PC) systems. To explore the mechanisms, the combined thin-film degradation system of photon-efficient thin-film photocatalysis with photocarrier-efficient electrocatalysis (TPE), and the combined bulk-phase degradation system of conventional bulk-phase photocatalysis with photocarrier-efficient electrocatalysis (BPE), were comparatively estimated. A dramatic increase of 29.4-74.4% was observed in the MO removal efficiency via the thin-film TPE system compared to the bulk-phase BPE system. The results indicated that in the proposed TBPE system on the 1D TNT electrode, the predominant degradation occurred via the TPE system due to its excellent UV utilization efficiency and resultant interfacial photoactivity.     

The evaluation of the polarization resistance in a tubular electrode and its application to the hydrogen electrode reaction

An alternative method for the determination of the kinetic parameters involved in the elementary steps of the reaction mechanism of the hydrogen electrode reaction is proposed. It is based on the determination of the variation of the polarization resistance in a tubular platinum electrode with a laminar flow of electrolyte as a function of the activity of protons of the electrolyte solution. A theoretical expression that relates the experimental variables and the equilibrium polarization resistance is developed, which takes into account the current distribution along the electrode surface. The results are compared with others obtained previously, contributing to the verification of the kinetic mechanism through a completely different experimental procedure.     

微波辅助萃取的动力学模型

从目标成分与微波场之间的相互作用出发,讨论了目标分子在微波场中所获得的激发能,并在液体“格子”模型理论的基础上,推导了微波场中目标成分分子在基体内部的有效扩散速率公式,由此分析了微波强化目标成分扩散的机理,结果表明：微波增加基体材料的空隙率和使目标成分获得非热效应能是微波强化目标成分扩散的主要原因,揭示了微波强化萃取过程的共性特征。通过简化有效扩散速率公式,进一步建立了微波场中目标成分扩散的动力学模型,通过与实验结果拟合表明：同一动力学方程不同参数的理论曲线分别与不同实验结果一致,其所有的拟合相关系数均达0.96以上,说明被拟合的不同条件下的实验满足相同的动力学规律,表明所建立的动力学模型有一定的适应性和合理性。     

填充床电极二维模型的逼近解析

建立了填充床电极普遍化二维数学模型,用以描述电极内超电势、浓度以及电流密度的分布。该模型包含了填充床电极内横向返混和纵向对流传质的影响,为非线性的椭圆和抛物线形耦联偏微分方程组。用Adomian分解法求解模型获得其逼近解析解,简要介绍了求解方法并给出了两维分布计算结果的图形实例。本文对填充床电极二维模型的分析不仅能为该类电极的设计、优化操作提供理论依据,也可为其他催化反应工程系统的理论分析所借鉴。     

电极材料在电催化氧化处理有机废水中的应用

电极材料是电催化氧化处理有机废水技术的关键。综述了金属、活性碳纤维、金属氧化物几种电极材料对有机废水的降解效果,并展望了电催化氧化处理有机废水中电极材料的发展方向。