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脉冲电絮凝处理难降解染料废水的研究

作　者: 陈意民
导　师: 周保学
学　校: 上海交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 脉冲电絮凝难降解节能废水处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文将脉冲电源技术与电絮凝技术相结合,以难降解的直接大红4BS染料为代表,研究了以铁、铝为电极的脉冲电絮凝技术对难降解染料废水处理的影响因素、处理效果以及节能情况,为脉冲电絮凝的工程应用提供实验基础。研究内容及结果如下:1.铝基阳极脉冲电絮凝对直接大红4BS模拟废水处理的最佳工艺条件为:占空比0.4,脉冲频率0.2 KHz,电流密度16.8 mA/cm2(电流为0.2 A),处理时间60 min时,脱色率可达97.07%,COD去除率可达89.89%。在相同条件下,脉冲(无极性交换)和极性交换脉冲电絮凝都表现出良好的节能效果,与直流电絮凝相比,能耗分别下降了30%和35%,而脱色率和COD处理效果相当,但极性交换脉冲电絮凝电极耗材较大,脉冲电絮凝电极耗材则与直流电絮凝基本相当。2.铁基阳极脉冲电絮凝对直接大红4BS模拟废水处理的最佳工艺条件为:占空比0.1,脉冲频率0.2 KHz,初始pH和稳态pH 4～9,电流密度16.8 mA/cm2(电流为0.2 A),处理时间15 min时,脱色率可达99%,COD去除率可达91%。与直流电絮凝相比,脉冲电絮凝(无极性交换)不仅可以有效降低能耗51.66%左右,提高了电能利用率,并且与直流电絮凝在脱色率(99%以上)、COD去除率(91%以上)上的效果基本相当。3.各种参数对两种电极材料体系的影响近似,但是与铝基阳极脉冲电絮凝相比,铁基阳极脉冲电絮凝对4BS染料废水的处理速度要快8倍左右。与直流电絮凝相比,两种电极材料的脉冲电絮凝在能耗上都有大幅度的下降;两种电极材料脉冲电絮凝在材耗上都与直流电絮凝相近,但一定周期的极性交换情况下铝基阳极脉冲电絮凝的材耗要比直流电絮凝高。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章概论  10-32
  1.1 难降解有机物的种类及其危害  10-11
  1.2 难降解染料废水难降解的原因  11-13
    1.2.1 有机物种类多  11-12
    1.2.2 有机物浓度高  12
    1.2.3 含盐浓度较高  12
    1.2.4 水质、水量变化大  12-13
    1.2.5 处理方法本身的问题  13
  1.3 主要处理方法及发展  13-21
    1.3.1 物化法  13-15
    1.3.2 生物法  15-17
    1.3.3 氧化法  17-18
    1.3.4 电化学法  18-21
  1.4 电絮凝技术的研究现状  21-26
    1.4.1 原理  22-23
    1.4.2 电絮凝的优缺点  23-24
    1.4.3 发展方向  24-26
  1.5 脉冲技术  26-28
    1.5.1 定义  26-27
    1.5.2 脉冲技术的应用  27-28
  1.6 脉冲电絮凝  28-30
    1.6.1 国外研究进展  29
    1.6.2 国内研究进展  29-30
  1.7 课题的提出  30-31
  1.8 课题的研究内容  31-32
第二章实验原理与方法  32-43
  2.1 实验原理  32-33
  2.2 废水来源及性质  33-34
  2.3 实验装置与实验过程  34-37
    2.3.1 实验装置  34-35
    2.3.2 实验过程  35-37
  2.4 实验药剂与实验仪器  37
    2.4.1 实验药剂  37
    2.4.2 实验仪器  37
  2.5 分析方法与数据处理  37-43
    2.5.1 分析方法  37-41
    2.5.2 数据处理  41-43
第三章铝基阳极脉冲电絮凝处理染料模拟废水的研究  43-50
  3.1 占空比  43-44
  3.2 脉冲频率  44-45
  3.3 电流密度  45-46
  3.4 电解时间  46-47
  3.5 废水浓度  47
  3.6 极性交换周期对色度和COD 去除率的影响  47-48
  3.7 直流、脉冲和极性交换脉冲电絮凝的比较  48-49
  3.8 本章小结  49-50
第四章铁基阳极脉冲电絮凝处理染料模拟废水的研究  50-62
  4.1 脉冲频率对处理效率的影响  50-51
  4.2 时间和占空比对处理效率和能耗的影响  51-53
  4.3 pH 的影响  53-54
  4.4 废水浓度对脱色率的影响  54-55
  4.5 电解质浓度的影响  55
  4.6 曝气对处理效率的影响  55-57
  4.7 极性交换周期对处理效率和耗铁量的影响  57-58
  4.8 脉冲、极性交换脉冲与直流电絮凝的比较  58-60
    4.8.1 脉冲与直流电絮凝处理效率的比较  58-59
    4.8.2 脉冲与直流电絮凝的电压、电流变化比较  59
    4.8.3 三种絮凝方式的比较  59-60
  4.9 本章小结  60-62
第五章铝和铁基阳极脉冲电絮凝的比较  62-65
  5.1 脉冲电源参数  62-63
  5.2 溶液参数  63-64
  5.3 与直流电絮凝的比较  64-65
第六章总结与展望  65-67
  6.1 总结  65-66
  6.2 建议  66
  6.3 展望  66-67
参考文献  67-76
致谢  76-77
攻读硕士期间发表的学术论文  77-79

脉冲电絮凝处理难降解染料废水的研究

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