基于畜禽養(yǎng)殖廢水深度處理的電極材料制備及電化學(xué)工藝研究
發(fā)布時(shí)間：2021-10-25 17:37
近幾年中國畜禽養(yǎng)殖行業(yè)迅猛發(fā)展,大量畜禽養(yǎng)殖廢水的處理迫在眉睫。傳統(tǒng)微生物法對高濃度畜禽養(yǎng)殖廢水有好的處理效果,對低濃度畜禽養(yǎng)殖廢水處理效果較差。電化學(xué)陰極電芬頓和陽極氧化技術(shù),作為一種新型無污染的高級氧化技術(shù),因其在廢水的深度處理提高生物降解性方面展現(xiàn)出良好性能備受學(xué)者關(guān)注。電極材料的選擇和電極的制備直接決定了電化學(xué)處理廢水的性能,因此探索性能良好的電極材料和制備方法是該領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)。本文研究了碳納米管這種陰極材料負(fù)載CeO2和添加造孔劑NH4HCO3對廢水廢水可生化性研究、以及蒽醌改性的石墨氈陰極耦合制備的PbO2陽極協(xié)同處理廢水效果及其機(jī)理,在材料表征的基礎(chǔ)上優(yōu)化了廢水處理的參數(shù),主要結(jié)論如下:采用碳納米管負(fù)載稀土氧化物CeO2,并用NH4HCO3對電極造孔。透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)果表明改性后的碳納米管表面附著大量CeO2納米顆粒,電極孔隙明顯。X-射線衍射圖像（XRD）...
【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
電氧化技術(shù)降解有機(jī)物模型
公式（1-15）所示反應(yīng)過程，在這過程中也會發(fā)生聚合反應(yīng)如公 Fe R Fe R32RFeHFeRH23 R R R-R的芬頓法水處理相比，電芬頓法具有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 由于電芬頓循環(huán)利用和 H2O2的原位產(chǎn)生，因此在電芬頓系統(tǒng)中不需要投催化劑 Fe2+大大節(jié)約了廢水處理成本。2. 電芬頓水處理實(shí)現(xiàn) 成，避免 H2O2在運(yùn)輸過程中可能造成的風(fēng)險(xiǎn)。3. 電芬頓在廢產(chǎn)生二次污染，處理過程很清潔。4. 電芬頓水處理設(shè)備比較簡要為電流或者電壓，便于控制。5. 在電芬頓水處理中，可以發(fā)電吸附等電化學(xué)水處理方法，提高水處理效率。
圖 1.3 氧還原反應(yīng)過程機(jī)理示意 1.3 中 O2，b表示水中的溶解氧，O2*表示電極表面吸附的氧，H H2O2，H2O2*表示電極表面吸附的 H2O2，KD、KD*為擴(kuò)散系數(shù)，速率系數(shù)。陰極氧還原分為兩步，1. 溶解氧通過兩電子還原成，H2O2可進(jìn)一步還原成 H2O 如公式 1-19。2. 溶解氧直接四電式 1-20[19]。22-2O 2H 2e HO Eo=0.695 V/NHE 22-22H O 2H 2e HO Eo=1.766 V/NHE O2H2eHO2-221 Eo=1.290 V/NHE 溶解氧的還原機(jī)理尚未達(dá)成共識，但公認(rèn)的是整個(gè)反應(yīng)的速率一個(gè)電子的步驟：--O e O
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電化學(xué)水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡承志,劉會娟,曲久輝. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]ABR處理模擬畜禽養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物的快速啟動與運(yùn)行優(yōu)化研究[J]. 趙麗,陳晴,王毅力. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]畜禽養(yǎng)殖污水生態(tài)處理方式[J]. 張繼禎,董江偉. 畜牧獸醫(yī)科學(xué)(電子版). 2017(04)
[4]畜禽養(yǎng)殖污水污染治理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉茹,宋英豪,王煥升. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2012(04)
[5]規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場污水治理及資源化利用的研究[J]. 余慧國. 科技咨詢導(dǎo)報(bào). 2007(15)
[6]鈦鹽光度法測定Fenton氧化中的過氧化氫[J]. 姜成春,龐素艷,馬軍,謝煒平,鄒原. 中國給水排水. 2006(04)
博士論文
[1]PbO2形穩(wěn)陽極的制備及其電催化氧化降解有機(jī)污染物的作用機(jī)制[D]. 于麗花.西安建筑科技大學(xué) 2017
[2]電化學(xué)處理有機(jī)廢水電極材料的制備與性能研究[D]. 畢強(qiáng).西安建筑科技大學(xué) 2014
[3]電芬頓陰極材料的制備與轉(zhuǎn)盤工藝的研究[D]. 周蕾.南開大學(xué) 2013
碩士論文
[1]乙炔黑-PTFE復(fù)合陰極與Fe3O4電極并聯(lián)的設(shè)計(jì)及電解染料廢水的研究[D]. 劉坤.燕山大學(xué) 2016
[2]Electro-Fenton體系陰極材料的制備和陰極過程分析[D]. 傅堅(jiān)亮.浙江大學(xué) 2007
本文編號：3457878
【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
電氧化技術(shù)降解有機(jī)物模型
公式（1-15）所示反應(yīng)過程，在這過程中也會發(fā)生聚合反應(yīng)如公 Fe R Fe R32RFeHFeRH23 R R R-R的芬頓法水處理相比，電芬頓法具有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 由于電芬頓循環(huán)利用和 H2O2的原位產(chǎn)生，因此在電芬頓系統(tǒng)中不需要投催化劑 Fe2+大大節(jié)約了廢水處理成本。2. 電芬頓水處理實(shí)現(xiàn) 成，避免 H2O2在運(yùn)輸過程中可能造成的風(fēng)險(xiǎn)。3. 電芬頓在廢產(chǎn)生二次污染，處理過程很清潔。4. 電芬頓水處理設(shè)備比較簡要為電流或者電壓，便于控制。5. 在電芬頓水處理中，可以發(fā)電吸附等電化學(xué)水處理方法，提高水處理效率。
圖 1.3 氧還原反應(yīng)過程機(jī)理示意 1.3 中 O2，b表示水中的溶解氧，O2*表示電極表面吸附的氧，H H2O2，H2O2*表示電極表面吸附的 H2O2，KD、KD*為擴(kuò)散系數(shù)，速率系數(shù)。陰極氧還原分為兩步，1. 溶解氧通過兩電子還原成，H2O2可進(jìn)一步還原成 H2O 如公式 1-19。2. 溶解氧直接四電式 1-20[19]。22-2O 2H 2e HO Eo=0.695 V/NHE 22-22H O 2H 2e HO Eo=1.766 V/NHE O2H2eHO2-221 Eo=1.290 V/NHE 溶解氧的還原機(jī)理尚未達(dá)成共識，但公認(rèn)的是整個(gè)反應(yīng)的速率一個(gè)電子的步驟：--O e O
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電化學(xué)水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡承志,劉會娟,曲久輝. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]ABR處理模擬畜禽養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物的快速啟動與運(yùn)行優(yōu)化研究[J]. 趙麗,陳晴,王毅力. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]畜禽養(yǎng)殖污水生態(tài)處理方式[J]. 張繼禎,董江偉. 畜牧獸醫(yī)科學(xué)(電子版). 2017(04)
[4]畜禽養(yǎng)殖污水污染治理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉茹,宋英豪,王煥升. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2012(04)
[5]規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場污水治理及資源化利用的研究[J]. 余慧國. 科技咨詢導(dǎo)報(bào). 2007(15)
[6]鈦鹽光度法測定Fenton氧化中的過氧化氫[J]. 姜成春,龐素艷,馬軍,謝煒平,鄒原. 中國給水排水. 2006(04)
博士論文
[1]PbO2形穩(wěn)陽極的制備及其電催化氧化降解有機(jī)污染物的作用機(jī)制[D]. 于麗花.西安建筑科技大學(xué) 2017
[2]電化學(xué)處理有機(jī)廢水電極材料的制備與性能研究[D]. 畢強(qiáng).西安建筑科技大學(xué) 2014
[3]電芬頓陰極材料的制備與轉(zhuǎn)盤工藝的研究[D]. 周蕾.南開大學(xué) 2013
碩士論文
[1]乙炔黑-PTFE復(fù)合陰極與Fe3O4電極并聯(lián)的設(shè)計(jì)及電解染料廢水的研究[D]. 劉坤.燕山大學(xué) 2016
[2]Electro-Fenton體系陰極材料的制備和陰極過程分析[D]. 傅堅(jiān)亮.浙江大學(xué) 2007
本文編號：3457878
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