【摘要】：染料由芳香族化合物、苯胺、酚等為原料經(jīng)硝化、碘化生產(chǎn)中間體,然后再進(jìn)行重氮化、偶合及硫化反應(yīng)合成。由于染料、中間體種類繁雜,導(dǎo)致染料廢水的成分與性質(zhì)各不相同。染料廢水色度高,可生化性差,有機(jī)污染物含量高,導(dǎo)致染料廢水的化學(xué)需氧量值(COD)可以達(dá)到每升水幾萬甚至十幾萬毫克。電Fenton法通過電化學(xué)作用在電解液中合成Fenton試劑,以反應(yīng)時(shí)間短,處理效果好等特點(diǎn)而在染料廢水的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。三維電極是指具有催化活性、導(dǎo)電性和吸附能力的顆粒材料,在電場(chǎng)作用下,表面產(chǎn)生電勢(shì)差形成的微電極。本研究以浙江某化工有限公司染料廢水為處理對(duì)象,分別探究影響二維電極-電Fenton法和三維電極-電Fenton法的參數(shù)以及最佳條件,比較二維電極-電Fenton法和三維電極-電Fenton法的去除效能,分析三維電極-電Fenton作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):采用石墨電極板,在電解時(shí)間為2h,電流密度為1.2A/mm~2,極板間距為2.5cm,硫酸亞鐵濃度為0.5g/L,pH=2.5,曝氣量為2L/min,攪拌速度為1000r/min的條件下,染料廢水COD去除率為27.84%。COD去除率影響參數(shù)顯著性由大到小排序?yàn)?pH、硫酸亞鐵投加量、電流密度、極板間距。對(duì)三維電極-電Fenton電極材料、pH值、電流密度、極板間距、硫酸亞鐵投加量和顆粒電極的種類、投加量等影響參數(shù)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:采用釕銥鍍層鈦電極為陽極,不銹鋼為陰極,粉末活性炭(PAC)為顆粒電極,在pH值為2,電流密度為1 A/mm~2,極板間距為3 cm,硫酸亞鐵投加量為0.5 g/L,粉末活性炭投加量為2.0 g/L條件下,染料廢水的COD、TOC、色度、氨氮最佳去除率分別為62.8%,41.15%,95%和42.48%,優(yōu)于二維電極-電Fenton法。體系中各氧化機(jī)制占比從高到底排序?yàn)?PAC吸附、羥基自由基氧化、次氯酸氧化、極板直接氧化。通過RSM優(yōu)化分析,三維電極-電Fenton法去除效率的參數(shù)的影響程度從大到小排序:PAC投加量、極板間距、pH、電流密度和硫酸亞鐵投加量,電流密度與其他影響參數(shù)均有交互作用,不銹鋼陰極材料限制了體系的去除效能。PAC作為顆粒電極,具有吸附與催化作用。在最佳參數(shù)條件下,研究PAC三維電極體系處理效能。結(jié)果表明:相比飽和吸附PAC,新PAC作為顆粒電極,染料廢水COD去除率提高了18%;當(dāng)三維電極體系斷電一段時(shí)間后,新PAC與飽和PAC作為顆粒電極,染料廢水COD值均回升了10%,表明電場(chǎng)使PAC吸附效能提高了10%。對(duì)PAC顆粒電極進(jìn)行循環(huán)回用實(shí)驗(yàn),隨這循環(huán)利用次數(shù)增多,PAC逐漸達(dá)到吸附飽和狀態(tài),與飽和PAC作為顆粒電極效果趨于一致。循環(huán)7次后,兩者基本相同,電場(chǎng)對(duì)PAC吸附促進(jìn)率為2%~3%。
【圖文】：

圖 2.2-1 實(shí)驗(yàn)裝置圖Fig 2.2-1 Experimental setup分析方法需氧量 CODcr 測(cè)定r 測(cè)定常用方法有加熱回流法（國(guó)標(biāo)法）和微波消解法。本稀釋 10 倍后的原水及處理過后的染料廢水進(jìn)行測(cè)定。微準(zhǔn)確度高[53]，測(cè)量數(shù)值范圍為 10~1600mg/L，消解個(gè)數(shù)為表 2.3.1-1。微波消解法具體步驟如下：解法試劑制備和加熱回流法（國(guó)標(biāo)法）一致[54]：鉻酸鉀消解液：取 2h 小時(shí)，120℃下，烘干的 A.R 級(jí) K0mL 蒸餾水中，邊攪拌邊緩慢加入濃硫酸（H2SO4）100HgSO4）作為掩蔽劑，冷卻后移入 1000 mL 容量瓶中，化劑：硫酸-硫酸銀溶液（Ag2SO4-H2SO4），取 5g 硫酸銀

c 4.1.1-1 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)穩(wěn)定和可信性及模型符合 Predicted and real data stability and credibility and mo以看出，，Box-Behnken Design 模型的 P < 0.001有極強(qiáng)顯著性，通過圖 4.1.1-1(a)、(b)、(c)發(fā)現(xiàn)可以使用上述回歸方差公式計(jì)算數(shù)據(jù)代替部分真（p 值）中發(fā)現(xiàn)，一次項(xiàng)參數(shù)和二次項(xiàng)參數(shù)中均數(shù) A，B，C，D，E 對(duì)去除率的影響不是單純的較強(qiáng)的相互作用關(guān)系，采用該模型進(jìn)行分析和最量法更加科學(xué)合理。，p(A) =0.0015，p(B) =0.0001，p(C)= 0.0004，明電流密度 A，極板間距 B，pH 值 C，PAC 投除率結(jié)果影響極為顯著（p<0.05，顯著；p<0.01中，除了 pH 值和極板間距，PAC 投加量和硫酸，其余的任意兩個(gè)參數(shù)之間交互作用顯著，電流
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2699377