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电催化氧化法处理染料废水

作　者: 王昊
导　师: 安立超
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 电催化氧化 Ti/SnO2-Sb2O3电极 染料废水
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


染料废水因其成分复杂、可生化性较差、脱色困难、具有一定生物毒性等特点,难以采用传统生物方法降解处理,一直是工业废水处理难点之一。电催化氧化技术以其无二次污染,处理污染物能力强、反应条件温和等优点为人们所关注,近年来成为研究的热点；目前,电催化氧化反应的一个重要研究方向即为DSA(Dimensionally Stable Anode)类电极的研究。本实验制备的DSA电极为Ti/SnO2--Sb203阳极,并利用SEM、XRD等方法对电极表层进行微观表征。微观实验测试表明,基体、表层之间结合力较强,能提高电极电催化效率。本实验选取了具有一定代表性的染料酸性蓝62及活性红3BS,在二维电催化氧化装置中运用制备的Ti/SnO2-Sb2O3电极为阳极进行染料废水的降解实验研究。发现该电极对酸性蓝62及活性红3BS均有较好的电催化氧化性能：在电流密度为15mA/cm2、支持电解质浓度NaCl为5g/L、极板间距2cm、初始pH为3的条件下,运用DSA电极处理初始浓度200mg/L酸性蓝62废水1h,脱色率达到99.15%,CODcr去除率达到36.5%；在电流密度为20mA/cm2、支持电解质浓度NaCl为4g/L、极板间距2cm、初始pH为5的条件下,运用DSA电极处理初始浓度200mg/L活性红3BS废水1h,脱色率达到99%,CODCr去除率达到48.7%。表明了该法对于染料废水具有良好的降解效果,明确了该方法在高浓度、难降解及具有一定生物毒性的有机废水处理上具有一定的竞争力。本实验对电催化氧化法降解染料废水的宏观动力学进行了研究并建立了数学模型。对酸性蓝62和活性红3BS在本实验装置内的动力学研究表明,酸性蓝62和活性红3BS的降解均符合一级动力学方程。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-25
  1.1 研究背景  9
  1.2 染料废水的概况  9-11
    1.2.1 染料废水的特点  10-11
    1.2.2 常用染料简介  11
  1.3 染料废水治理现状  11-16
    1.3.1 物理法  12-13
    1.3.2 化学氧化法  13-15
    1.3.3 生物法  15-16
  1.4 电催化氧化法的研究概况  16-17
  1.5 电催化氧化法的技术特点  17-18
  1.6 电催化氧化法的技术原理  18-22
    1.6.1 有机物在阳极直接电催化氧化  18-19
    1.6.2 有机物的间接电催化氧化  19-22
  1.7 电催化氧化法的研究概况及应用  22-23
  1.8 课题研究的目的和意义  23-25
2 实验仪器、药品与分析测试方法  25-29
  2.1 实验主要仪器  25
  2.2 实验主要药品  25-26
  2.3 主要检测项目和分析测试方法  26-27
  2.4 染料废水的配置  27
  2.5 实验装置图  27
  2.6 标准曲线的绘制  27-29
3 电极的制备及表征情况  29-33
  3.1 极板的预处理  29
  3.2 电极的制备  29-30
    3.2.1 涂层元素的选择  29-30
    3.2.2 电极制备的工艺流程  30
  3.3 电极的表层表征  30-31
    3.3.1 表面形貌特征  30-31
    3.3.2 XRD表征  31
  3.4 本章小结  31-33
4 电催化氧化法处理染料废水的实验研究  33-51
  4.1 概述  33
  4.2 电催化氧化法处理酸性蓝62  33-42
    4.2.1 电流密度对酸性蓝62的降解效果影响  33-35
    4.2.2 电解质浓度对酸性蓝62的降解效果影响  35-37
    4.2.3 极板间距对酸性蓝62的降解效果影响  37-39
    4.2.4 初始pH值对酸性蓝62的降解效果影响  39-41
    4.2.5 酸性蓝62初始浓度对降解效果的影响  41-42
  4.3 电催化氧化法处理活性红3BS  42-50
    4.3.1 电流密度对活性红3BS的降解效果影响  43-44
    4.3.2 电解质浓度对活性红3BS的降解效果影响  44-46
    4.3.3 极板间距对活性红3BS的降解效果影响  46-47
    4.3.4 初始pH值对活性红3BS的降解效果影响  47-49
    4.3.5 活性红3BS初始浓度对降解效果的影响  49-50
  4.4 本章小结  50-51
5 电催化氧化法降解染料废水的宏观动力学研究  51-55
  5.1 宏观动力学模型的建立  51
  5.2 酸性蓝62降解动力学模型的建立  51-53
  5.3 活性红3BS降解动力学模型的建立  53-54
  5.4 本章小结  54-55
6 结论与建议  55-57
  6.1 结论  55-56
  6.2 问题与展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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