本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)催化氧化法處理含氮廢水的研究

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【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)排入水體的含氮污染物不斷增加。傳統(tǒng)的水處理工藝不能有效地處理含氮廢水,末端出水常面臨氨氮、總氮超標(biāo)問題,然而常規(guī)深度處理技術(shù)很難有效解決。同時(shí)一些工業(yè)廢水氨氮含量很高,可生化性較差,鹽分高,使用常規(guī)的氨吹脫處理方法易導(dǎo)致大氣的二次污染,且酸液吸收尾氣獲得的硫酸銨很難再以化學(xué)中間品出售,所以氨吹脫也有很大的局限。電化學(xué)催化氧化法以其高效無(wú)二次污染的特點(diǎn)有著其他工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文使用電化學(xué)催化氧化技術(shù),分析電極性能；通過對(duì)低濃度氨氮模擬廢水的電解實(shí)驗(yàn),研究了電催化氧化法降解低濃度氨氮廢水的影響機(jī)制,探究了氨氮降解機(jī)理,獲取優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù),處理曝氣生物濾池(簡(jiǎn)稱BAF)出水；通過對(duì)高濃度氨氮模擬廢水的電解實(shí)驗(yàn),研究了電催化氧化法降解高濃度氨氮廢水的影響機(jī)制,獲取優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù),處理高鹽高氨氮銅氨絡(luò)合廢水；通過對(duì)二甲胺(簡(jiǎn)稱DMA)廢水的電解實(shí)驗(yàn),研究了電催化氧化法降解二甲胺的影響機(jī)制,探究了二甲胺降解機(jī)理。電極的SEM、EDX圖表明電極表面裂縫很少,性質(zhì)穩(wěn)定。Ti/TiO2-RuO2陽(yáng)極具有較高的析氧過電位和較低的析氯過電位,存在Tafel區(qū),表明電極的析氧反應(yīng)和析氯反應(yīng)均受到電化學(xué)極化的控制。電化學(xué)催化氧化法處理低濃度氨氮廢水的優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)：氨氮濃度300 mg/L,電流密度20 mA/cm2、氯離子濃度5000 mg/L、極板間距1cm、初始pH為10,電解50min,氨氮全部降解。氨氮的降解主要通過陽(yáng)極間接氧化作用,溶液中存在的氯離子在陽(yáng)極被氧化為活性氯,活性氯將氨氮徹底氧化為氮?dú)鈴乃腥コ�。在�?yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)條件下處理某化工廠BAF出水,結(jié)果表明：電解45min,廢水中的氨氮全部降解,總氮20 mg/L,可達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯幚碚窘邮諛?biāo)準(zhǔn),所需能耗為48KW·h/Kg(NH3-N)電化學(xué)催化氧化法處理高濃度氨氮廢水的優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)：氨氮濃度5000 mg/L,電流密度為35mA/cm2、氯離子濃度30000 mg/ L、極板間距3 cm、控制電解過程中pH穩(wěn)定在8,電解3.5h,氨氮可被完全降解。電解處理高鹽高氨氮銅氨絡(luò)合廢水,結(jié)果表明：電解8h,氨氮去除率達(dá)45%,CODC,去除率達(dá)25%,廢水中的銅離子電鍍?cè)陉帢O從水中完全去除,處理成本為19 KW-h/Kg(NH3-N);控制電解過程中pH穩(wěn)定在8,繼續(xù)電解7h,廢水中的氨氮被完全降解,CODCr去除率為48%,可達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯幚碚窘邮諛?biāo)準(zhǔn),處理成本為32KW-h/Kg(NH3-N)。電化學(xué)催化氧化法處理二甲胺模擬廢水的優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)：電流密度15 mA/cm2、氯離子濃度2000mg/L,電解75min,凱氏氮去除率達(dá)為93%,TOC去除率為75%。二甲胺的降解主要通過陽(yáng)極間接氧化作用,溶液中存在的氯離子在陽(yáng)極被氧化為活性氯,活性氯將二甲胺氧化為氮?dú)狻COOH、CO2,從水中去除。綜上所述,電化學(xué)催化氧化法,在低濃度含氮廢水的深度處理和高鹽高氨氮廢水的預(yù)處理方面,具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)氧化 氨氮廢水 二甲胺 電流密度
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 符號(hào)說明9-13
• 1 緒論13-26
• 1.1 課題研究背景及意義13
• 1.2 含氮廢水處理現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 氨氮廢水常用處理方法13-16
• 1.2.2 二甲胺廢水常用處理方法16-18
• 1.3 電化學(xué)催化氧化法研究現(xiàn)狀18-23
• 1.3.1 電化學(xué)催化反應(yīng)原理18-20
• 1.3.2 電化學(xué)催化氧化法在含氮廢水處理中的應(yīng)用20-22
• 1.3.3 電極的選擇22-23
• 1.4 選題目的及內(nèi)容23-26
• 1.4.1 選題目的23-24
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線24-26
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法26-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑和設(shè)備26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法27-28
• 2.3.1 電極性能測(cè)試27-28
• 2.3.2 低濃度氨氮廢水電解實(shí)驗(yàn)28
• 2.3.3 高濃度氨氮廢水電解實(shí)驗(yàn)28
• 2.3.4 二甲胺廢水電解實(shí)驗(yàn)28
• 2.4 分析方法28-31
• 2.4.1 評(píng)價(jià)方法28-30
• 2.4.2 檢測(cè)指標(biāo)及方法30-31
• 3 電化學(xué)催化氧化法深度處理低濃度氨氮廢水的研究31-49
• 3.1 電極性能分析31-34
• 3.1.1 電極物理性能分析31-33
• 3.1.2 電極電化學(xué)性能分析33-34
• 3.2 低濃度氨氮模擬廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-44
• 3.2.1 電流密度對(duì)氨氮去除的影響34-36
• 3.2.2 初始氯離子濃度對(duì)氨氮去除的影響36-37
• 3.2.3 極板間距對(duì)氨氮去除的影響37
• 3.2.4 初始pH對(duì)氨氮去除的影響37-39
• 3.2.5 初始氨氮濃度的影響39
• 3.2.6 硫酸根對(duì)氨氮去除的影響39-40
• 3.2.7 硝酸根對(duì)氨氮去除的影響40-42
• 3.2.8 氨氮降解機(jī)理分析42-44
• 3.3 BAF出水深度處理電解實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-48
• 3.3.1 電流密度的影響44-45
• 3.3.2 初始pH的影響45-46
• 3.3.3 極板間距的影響46
• 3.3.4 優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)條件下各物質(zhì)含量的變化46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 4 電化學(xué)催化氧化法處理高濃度氨氮廢水的研究49-63
• 4.1 高濃度氨氮模擬廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-58
• 4.1.1 電流密度的影響49
• 4.1.2 初始氯離子濃度對(duì)氨氮去除的影響49-50
• 4.1.3 極板間距對(duì)氨氮去除的影響50-51
• 4.1.4 pH對(duì)氨氮去除的影響51-53
• 4.1.5 初始氨氮濃度的影響53
• 4.1.6 COD的影響53-54
• 4.1.7 硫酸根的影響54-55
• 4.1.8 硝酸根的影響55-56
• 4.1.9 Cu~(2+)對(duì)氨氮去除的影響56-57
• 4.1.10 優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)條件下電解過程中各物質(zhì)含量的變化57-58
• 4.2 高鹽高氨氮銅氨絡(luò)合廢水電解實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 5. 電化學(xué)催化氧化法處理二甲胺廢水的研究63-68
• 5.1 二甲胺模擬廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63-67
• 5.1.1 電流密度的影響63-64
• 5.1.2 初始氯離子濃度的影響64-65
• 5.1.3 pH的影響65-66
• 5.1.4 二甲胺降解機(jī)理分析66-67
• 5.2 本章小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論、展望與創(chuàng)新點(diǎn)68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-69
• 6.3 創(chuàng)新點(diǎn)69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄77-78

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