本文關(guān)鍵詞：軟錳礦粒子電極用于高含氯廢水的處理研究

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【摘要】：本論文以軟錳礦為原料制備粒子電極用于三維電極系統(tǒng)處理磺甲基酚醛樹脂(SMP)模擬廢水。通過對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的處理效果和活性氯產(chǎn)生規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究,篩選出有利于有機(jī)物降解的軟錳礦粒子電極的最佳制備條件,并對(duì)軟錳礦粒子電極的內(nèi)部形貌、晶型結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征�？疾炝塑涘i礦粒子電極用于三維電極系統(tǒng)處理SMP模擬廢水的最優(yōu)運(yùn)行條件,并針對(duì)軟錳礦粒子電極與活性炭粒子電極用于三維電極系統(tǒng)的處理效果進(jìn)行了比較。通過對(duì)電解SMP模擬廢水的宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析,建立了宏觀動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了檢驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)研究軟錳礦粒子電極中不同活性組分對(duì)高含氯廢水中難降解有機(jī)物降解效果的影響,探索軟錳礦粒子電極用于三維電極系統(tǒng)時(shí)SMP模擬廢水的降解規(guī)律、活性氯的產(chǎn)生規(guī)律。最后將軟錳礦粒子電極應(yīng)用于三維電極系統(tǒng)處理實(shí)際鉆井廢水的效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。軟錳礦粒子電極最佳制備條件為：軟錳礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%,粘接劑聚四氟乙烯(PTFE)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%,灼燒溫度330-C,灼燒時(shí)間2h。PTFE投加量為10%時(shí)能形成清晰穩(wěn)定的層網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu),粒子電極的比表面積和孔體積最大。灼燒溫度過低或過高都不利于粒子電極在電解過程中的穩(wěn)定性。XRD分析發(fā)現(xiàn)灼燒溫度增加時(shí)粒子電極中α-Fe2O3和α-MnO2的含量也有所增加。軟錳礦粒子電極三維電極法處理SMP模擬廢水的最優(yōu)運(yùn)行條件為：pH=7.0,電導(dǎo)率3600μs/cm,粒子電極投加量80.0g,電流強(qiáng)度0.9A,此件下CODCr去除率可達(dá)61.50%。電解質(zhì)為NaCl時(shí)電解生成的活性氯能促進(jìn)有機(jī)物的去除。將軟錳礦粒子電極與活性炭粒子電極作對(duì)比,軟錳礦粒子電極用于三維電極系統(tǒng)時(shí),活性氯產(chǎn)生量和CODcr去除率都顯著優(yōu)于活性炭粒子電極。軟錳礦粒子電極三維電極法處理SMP模擬廢水的宏觀動(dòng)力學(xué)擬合公式為:Ct=C0exp(-0.02078×t)。理論和實(shí)測(cè)CODcr值的平均相對(duì)誤差為7.16%,計(jì)算所得的β1=-0.02078在置信區(qū)間(-0.03619,-0.007591)內(nèi)。擬合得到的公式能很好的模擬軟錳礦粒子電極三維電極法處理SMP模擬廢水的降解過程。制備了[60% MnO2-40% graphite]、[60% Fe2O3-40% graphite]和[100% graphite]三種粒子電極,考察粒子電極中不同組分在電解過程中的影響。各組分在電解過程中促進(jìn)活性氯生成的順序?yàn)椋篬60%Fe2O3-40%graphite] [100%graphite] [60%MnO2-40%graphite],各組分在電解過程中對(duì)有機(jī)物的降解能力順序?yàn)椋篬60%MnO2-40%graphite] [60%Fe2O3-40%graphite] [100%graphite]。Fe2O3和石墨都有助于活性氯的產(chǎn)生；Mn02的存在能將更多有機(jī)污染物礦化成CO2和H20,有利于有機(jī)物的進(jìn)一步氧化降解。軟錳礦粒子電極用于三維電極系統(tǒng)對(duì)鉆井廢水的效果優(yōu)于活性炭粒子電極。將三維電極系統(tǒng)處理后的鉆井廢水進(jìn)行O3氧化,軟錳礦粒子電極系統(tǒng)處理后,使難降解的有機(jī)物被氧化成03更容易氧化降解的物質(zhì),提高了后續(xù)03氧化法對(duì)鉆井廢水的處理效果。
【關(guān)鍵詞】：軟錳礦 粒子電極 三維電極 活性氯
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X741
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-20
• 1.1 油氣田廢水的特征及危害7-9
• 1.2 油氣田廢水的處理技術(shù)9-11
• 1.2.1 油氣田廢水的常見處理技術(shù)9-10
• 1.2.2 電化學(xué)技術(shù)在油氣田廢水處理中的應(yīng)用10-11
• 1.3 三維電極法概述11-13
• 1.3.1 三維電極系統(tǒng)的工作原理11-12
• 1.3.2 電解反應(yīng)的主要機(jī)理12-13
• 1.4 三維電極系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4.1 主電極研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4.2 粒子電極研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 研究意義及內(nèi)容18-20
• 1.5.1 研究意義18-19
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 軟錳礦粒子電極的制備研究20-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品20-21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)器材21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置和方法21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置21-22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法22-24
• 2.3 活性氯對(duì)電解效果的影響24-26
• 2.4 制備條件的篩選26-34
• 2.4.1 組分配比的影響26-27
• 2.4.2 PTFE投加量的影響27-30
• 2.4.3 灼燒溫度和灼燒時(shí)間的影響30-34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 第3章 軟錳礦粒子電極三維電極法處理SMP模擬廢水研究35-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法35
• 3.2 運(yùn)行條件對(duì)電解反應(yīng)效果的影響35-39
• 3.2.1 溶液pH的影響35-36
• 3.2.2 電導(dǎo)率的影響36-37
• 3.2.3 粒子電極投加量的影響37-38
• 3.2.4 電流強(qiáng)度的影響38-39
• 3.3 最優(yōu)條件的處理效果39
• 3.4 與活性炭粒子電極的對(duì)比39-40
• 3.5 宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析40-46
• 3.5.1 反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定40-41
• 3.5.2 線性假設(shè)的顯著性檢驗(yàn)41-42
• 3.5.3 宏觀動(dòng)力學(xué)模型的建立42-46
• 3.5.4 回歸系數(shù)的區(qū)間估計(jì)46
• 3.6 小結(jié)46-48
• 第4章 軟錳礦粒子電極各組分對(duì)電解反應(yīng)的影響48-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法48-49
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料48-49
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法49
• 4.2 粒子電極不同活性組分對(duì)活性氯產(chǎn)生規(guī)律的影響49-51
• 4.3 粒子電極不同活性組分對(duì)SMP模擬廢水降解規(guī)律的影響51-54
• 4.3.1 石墨對(duì)SMP模擬廢水降解規(guī)律的影響51-52
• 4.3.2 MnO_2對(duì)SMP模擬廢水降解規(guī)律的影響52-53
• 4.3.3 Fe_2O_3對(duì)SMP模擬廢水降解規(guī)律的影響53-54
• 4.4 SMP分子的結(jié)構(gòu)變化54-56
• 4.5 小結(jié)56-57
• 第5章 軟錳礦粒子電極三維電極法處理鉆井廢水研究57-62
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料57-58
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及器材57
• 5.1.2 鉆井廢水水質(zhì)57-58
• 5.2 三維電極法處理鉆井廢水58-59
• 5.3 三維電極聯(lián)合臭氧氧化法處理鉆井廢水59-61
• 5.4 小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與建議62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 建議63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果73

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