三維電極耦合鐵碳微電解處理高濃度難降解有機(jī)廢水.pdf

1、三維電極-鐵碳微電解耦合法是一種新型潔凈的高級(jí)電化學(xué)氧化法。
　　本課題通過三維電極-鐵碳微電解耦合法對(duì)一種實(shí)際高濃度難降解廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　論文通過單因素實(shí)驗(yàn)，從電極板材料、填料電極材料、反應(yīng)時(shí)間、極板間距、外電壓、初始pH等影響因素分析對(duì)處理效果的影響，得出本三維電極-鐵碳微電解耦合法實(shí)驗(yàn)裝置各影響因素的優(yōu)化條件范圍；通過正交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步對(duì)單因素實(shí)驗(yàn)得出的優(yōu)化條件進(jìn)行深層次的細(xì)化組合研究，通過對(duì)比對(duì)COD、NH3-

2、N、B/C以及其中難降解有機(jī)物2,3-二氯吡啶（特征污染物）的處理效果，得出最佳實(shí)驗(yàn)條件：陽極不銹鋼板、陰極石墨板、填料使用鐵碳燒結(jié)小球填料、反應(yīng)時(shí)間2.5h、極板間距D=6cm、外加電壓10V、初始pH=5；通過對(duì)比單獨(dú)電解、單獨(dú)微電解以及三維電極耦合鐵碳微電解反應(yīng)處理效果，三維電極耦合鐵碳微電解對(duì)于COD的處理效果比電解增加了20％，比微電解增加了將近2倍，對(duì)于NH3-N的處理效果也要明顯優(yōu)于其它兩者，證明了耦合方法的優(yōu)越性；通過對(duì)

3、比反應(yīng)器在相同反應(yīng)條件下對(duì)不同濃度范圍廢水的處理效果，探究方法對(duì)水處理對(duì)象高濃度難降解廢水的適用性：原水濃度越高去除效果越好，隨著原水濃度降低去除率也隨之降低。COD>10000時(shí)去除率在80％以上；通過對(duì)填料消耗產(chǎn)生底泥的回收再反應(yīng)判斷填料消耗再利用的價(jià)值：雖然不及裝填鐵碳燒結(jié)填料小球時(shí)的處理效果，但相比于一般常用處理方法的效果而言仍較好，具有一定的利用回收價(jià)值。
　　本三維電極-鐵碳微電解耦合方法裝置的電流效率：電流密度J=1

4、96.36A/m2,法拉第電流效率η％=232.93％，時(shí)空產(chǎn)率=5.25kgCOD/h·m3；動(dòng)力學(xué)分析擬合COD濃度與時(shí)間關(guān)系，并不完全屬于動(dòng)力學(xué)零級(jí)或一級(jí)反應(yīng)，而是與反應(yīng)時(shí)間呈三項(xiàng)式關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2為0.99797；污染物COD和NH3-N的氧化機(jī)理推測；鐵碳燒結(jié)填料小球反應(yīng)前后的形貌結(jié)構(gòu)SEM觀察對(duì)比，一段時(shí)間反復(fù)使用后填料內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)仍然比較緊密，沒有出現(xiàn)明顯的松散，整體孔隙率仍然高；以及對(duì)反應(yīng)前后填料進(jìn)行XDS元素能譜分

5、析，經(jīng)過一段反應(yīng)時(shí)間后的鐵碳填料比未使用前增加了Ca、Al、Cu三種新的金屬元素；反應(yīng)過程中對(duì)羥基自由基·OH進(jìn)行了測定，·OH濃度隨反應(yīng)時(shí)間逐漸增大，大約在90min后達(dá)到平衡；以及金屬銅離子和金屬鐵離子的催化作用分析和反應(yīng)中絮凝沉淀過程的作用分析，完整闡明了整個(gè)三維電極-鐵碳微電解耦合方法的反應(yīng)過程和反應(yīng)機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三維電極-鐵碳微電解耦合方法對(duì)于高濃度難降解有機(jī)廢水具有良好的處理效果，對(duì)于COD>10000的難