【摘要】：目前我國正面臨著越來越多的環(huán)境安全問題,工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量廢物已經(jīng)對我們的環(huán)境和人體安全造成了嚴(yán)重的威脅。印染廢水作為一種典型的工業(yè)廢水,具有產(chǎn)生量大,化學(xué)穩(wěn)定性高并且難以降解的特點,嚴(yán)重威脅自然環(huán)境和人體安全。因此,高效處理印染廢水對于污水治理來說具有重要意義。本文以羅丹明B為主要目標(biāo)污染物,采用三維電解法對模擬印染廢水進(jìn)行降解,研究內(nèi)容主要如下:研究了三組電極對和三種電解質(zhì)對羅丹明B的降解效果。研究表明,在使用催化(Ti/Ru-Ir-SnO_2)-鈦電極對和以氯化鈉作為電解質(zhì)的條件下羅丹明B去除率最好。通過對極板的SEM-EDS表征和電化學(xué)性能測試可知,催化極板的催化和耐腐蝕性能最佳。因此,確定以催化極板為陽極,鈦極板為陰極,氯化鈉為電解質(zhì)構(gòu)建三維電解反應(yīng)器。制備GAC-Mn、GAC-Mn/Sn、GAC-Mn/Sb型粒子和γ-Al_2O_3-Mn、γ-Al_2O_3-Mn/Sn、γ-Al2O3-Mn/Sb型粒子,并對其進(jìn)行SEM-EDS和XRD表征。通過比較不同粒子條件下羅丹明B的降解效果判斷GAC-Mn/Sn型粒子為最佳粒子電極,應(yīng)用響應(yīng)曲面法確定在該粒子條件下的三維電解法降解羅丹明B的最佳實驗條件為初始濃度300 mg/L,外加電壓8.73 V、粒子投加量6.49 g、電解質(zhì)濃度為0.74 g/L。此條件下羅丹明B的去除率為96.45%,處理能耗為48 kW·h,折算處理成本為33.6元/kg。對GAC-Mn/Sn進(jìn)行多次試驗,驗證了該粒子電極的重復(fù)使用性和穩(wěn)定性。研究了三維電解法對甲基橙(MO)、亞甲基藍(lán)(MB)和甲基紫(MV)三種不同結(jié)構(gòu)染料物質(zhì)的降解效果。結(jié)果表明,三維電解法對三種染料均有較好的降解效果。通過電解實驗確定最佳電解時間30 min,靜態(tài)生化實驗確定最佳生化處理時間12 h來設(shè)計動態(tài)三維電解聯(lián)合好氧生化處理裝置,聯(lián)合處理后羅丹明B的去除率和COD降解率分別達(dá)到98.2%和99.1%。通過UV-vis和UPLC-MS對處理前后的水樣進(jìn)行分析,探討了羅丹明B的降解機理,處理后的羅丹明B產(chǎn)物主要是鄰苯二甲酸和苯甲酸等物質(zhì)。三維電解法去除羅丹明B的反應(yīng)過程符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X791
【圖文】：

3）分別以羅丹明 B 模擬廢水的初始濃度、外加電壓、最佳粒子投加量濃度為變量考查三維電解體系對降解效果的影響，并應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)中ehnken 算法優(yōu)化各個因素，得到最佳的反應(yīng)條件，并進(jìn)行處理成本和反分析；4）對印染廢水中較為典型的其他物質(zhì)如亞甲基藍(lán)、甲基橙、甲基紫進(jìn)驗，驗證三維電解反應(yīng)體系對其他幾種染料處理的適用性。5）將三維電解法與好氧活性污泥法聯(lián)合處理羅丹明 B 廢水。設(shè)計并建解-好氧活性污泥動態(tài)實驗，考查對羅丹明 B 濃度和 COD 的去除效果。6）通過紫外-分光全波段掃描（Ultraviolet–visible spectroscopy，UV- 和 超 高 效 液 相 色 譜 - 質(zhì) 譜 聯(lián) 用 儀 （ Ultra performance liqatography-mass spectrometer，UPLC-MS）對羅丹明 B 的降解機理和過程。技術(shù)路線研究技術(shù)路線如下所示。

圖 2-1 電解裝置圖Fig. 2-1 Electrolytic device diagram1.電源；2.陽極板；3.陰極板；4.氣泡；5.導(dǎo)電粒子；6.孔板；7.流量計；8.空氣泵實驗內(nèi)容與方法 三組電解體系對羅丹明B的降解效果本章設(shè)計了三組不同的電解體系對目標(biāo)污染物羅丹明 B 模擬廢水進(jìn)行對比。三組電解體系分別為催化陽極：鈦陰極（催化-鈦）、不銹鋼陽極（不銹鋼-鈦）、鈦陽極：鈦陰極（鈦-鈦）。在 60 min 電解時間內(nèi)，鐘取 2 mL 電解溶液置于比色管中稀釋 25 倍，用紫外分光光度計在 5下測定其吸光度，以此計算羅丹明 B 去除率來確定對處理效果最佳的。 陽極板電化學(xué)性能分析

圖 2-2 電化學(xué)分析原理圖Fig. 2-2 Electrochemical test device schematic1 電極測試前預(yù)處理了實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對輔助電極和工作電極進(jìn)行預(yù)處理。片電極：將鉑片電極置于酒精燈外焰上進(jìn)行灼燒，去除其表面附著的餾水沖洗干凈。銹鋼電極、鈦電極：用砂紙進(jìn)行輕微打磨，去除其表面的氧化物后干凈即可�；枠O：為避免破壞極板表面的金屬氧化物涂層，只需用蒸餾水進(jìn)行潔凈。2 循環(huán)伏安曲線測試用循環(huán)伏安法（Cyclic Voltammetry，簡稱 CV）可以根據(jù)伏安曲線形狀來分析電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原機理以及反應(yīng)的可逆性[57]。環(huán)伏安曲線上出現(xiàn)波峰，則表明在此位置上的電流增大，對有機物
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2840204