本文關(guān)鍵詞：BDD電極處理高濃度難降解工業(yè)廢水的電化學(xué)氧化處理方法研究　出處：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： BDD電極 TNT紅水 印染廢水 電化學(xué)氧化 能耗

【摘要】：高濃度難降解工業(yè)廢水由于其濃度高、污染大、排放量大、難治理等特點而對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,成為社會關(guān)注焦點和研究熱點。目前傳統(tǒng)的處理工業(yè)廢水的方法成本太高或達不到排放標(biāo)準(zhǔn),而電化學(xué)降解技術(shù)由于其催化降解活性的高效性、工藝上易于自動化控制也易于與其他工藝進行組合,并且無二次污染而呈現(xiàn)出巨大的潛力。電化學(xué)降解技術(shù)中最核心的是電極材料,摻硼金剛石薄膜(BDD)電極因其優(yōu)異的性能成為近期應(yīng)用研究焦點,本文即以BDD電極為陽極對高濃度難降解工業(yè)廢水進行系統(tǒng)的電化學(xué)氧化處理研究。(一)以高濃度、難降解的梯恩梯(TNT)生產(chǎn)紅水為研究對象,采用BDD電極電化學(xué)高級氧化處理技術(shù),系統(tǒng)地研究電流密度(20-100 mA/cm2)、氯化鈉添加量(0-3 g/L)以及pH值(2.0-10.0)對其降解過程中COD、BOD/COD及能耗的影響。實驗結(jié)果表明,在酸性以及高氯化鈉添加量的條件下更加有利于COD的移除、能耗的降低以及可生化性的提高,而電流密度的增加雖然更加有利于COD的去除和可生化性的提高,但是不利于能耗的減少。隨著電解時間的延長,上述任何工藝條件下處理TNT紅水都能達到可生化降解指標(biāo)要求,為后續(xù)TNT紅水進一步生化處理奠定了前提條件。(二)以三臺縣某印染廠實際工業(yè)廢水為研究對象,采用BDD電極電化學(xué)高級氧化處理技術(shù),系統(tǒng)地研究電流密度(20-100 mA/cm2)、氯化鈉添加量(0-3 g/L)以及pH值(2.0-10.0)對其COD降解的動力學(xué)以及能耗的影響。動力學(xué)常數(shù)k被用以表征電化學(xué)產(chǎn)生的強氧化劑導(dǎo)致的間接反應(yīng)動力學(xué)特征,實驗結(jié)果能夠很好的符合提出的動力學(xué)模型。在增加電流密度以及降低pH值時,k值呈現(xiàn)直線型的增長,而隨著氯化鈉添加量的增加呈現(xiàn)指數(shù)型的增長;同時動力學(xué)常數(shù)越大,能耗就越低。在最佳實驗條件下,實際印染廢水只需要3 h就能將COD完全去除,而且能耗僅為11.12 kWh/kg COD。較短的電解時間以及較低的能耗,證明BDD電極電化學(xué)降解實際印染廢水能夠作為工業(yè)應(yīng)用的潛力。(三)針對BDD電極材料較為重要的使用壽命問題,本文對BDD電極在電化學(xué)反應(yīng)過程中的微觀結(jié)構(gòu)進行研究,結(jié)果表明連續(xù)30 h的電化學(xué)處理BDD電極表面會因“拋光”而變得光滑平整,但是其組成結(jié)構(gòu)并未受到影響,揭示出其長期使用的良好可靠性。(四)通過BDD電極在TNT紅水和印染廢水電化學(xué)降解處理過程的研究表明,使用合適電極材料的電化學(xué)氧化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廢水處理不僅效果好、效率高,而且適應(yīng)性強、可控性和可靠性好,是一種值得進一步放大推廣的實用高濃度難降解工業(yè)廢水處理技術(shù)。
[Abstract]:The high concentration of refractory industrial wastewater because of its high concentration of pollution, emissions from large, difficult to control and caused serious pollution to the environment, become the focus of social concern and the focus of research. At present, the traditional cost method of industrial wastewater treatment is too high or not up to the discharge standard, and the electrochemical degradation technology because of its high efficiency photocatalytic activity, the process is easy to automatic control is also easily combined with other technologies, and no two pollution and shows great potential. The core technology of electrochemical degradation of electrode materials, boron doped diamond thin film electrode (BDD) because of its excellent performance has become the research focus, this article is based on BDD to study the electrochemical oxidation of anodic electrode of high concentration refractory industrial wastewater system. (a) with high concentration of refractory TNT (TNT) production of red water as the research object, using BDD Very advanced electrochemical oxidation technology, systematic study of the current density (20-100 mA/cm2), adding sodium chloride (0-3 g/L) and pH (2.0-10.0) on the degradation process of COD, BOD/COD and energy consumption. The experimental results show that the addition of sodium chloride in acidic and high volume conditions more conducive to COD remove, reduce energy consumption and improve the biodegradability, and the increase of the current density while more conducive to the removal of COD and improve the biodegradability, but not conducive to reducing energy consumption. With the increase of electrolysis time, any of the above conditions under the treatment of TNT red water to achieve requirements of biochemical degradation index, which the precondition for further follow-up of TNT red water biochemical treatment. (two) to a dyeing factory in three county wastewater as the research object, using the BDD electrode electrochemical oxidation treatment technology, systematic study of the current density (20-100 M A/cm2), adding sodium chloride (0-3 g/L) and pH (2.0-10.0) effect on the COD degradation kinetics and energy consumption. The kinetic constant k is indirect reaction kinetics of strong oxidant produced by electrochemical characterization and the experimental results can be consistent with the proposed kinetic model is very good. The increase in current density and the decrease of pH value, K value showed a linear growth, and with the addition of sodium chloride increased exponentially growth; at the same time the kinetic constants of the greater energy consumption is lower. Under the optimum conditions, the actual printing and dyeing wastewater need only 3 h COD can be removed completely, and the energy consumption is only electrolysis 11.12 kWh/kg COD. short time and low energy consumption, proved that the BDD electrode of electrochemical degradation of printing and dyeing wastewater can be used as industrial application potential. (three) according to the service life of BDD electrode material is an important problem, based on BDD Study on the microstructure of electrode in electrochemical reaction process, the results show that the continuous 30 h electrochemical treatment of BDD electrode surface due to "polishing" and becomes smooth, but its structure was not affected, revealing good reliability of its long-term use. (four) through the BDD electrode in TNT red water and dyeing waste water chemical degradation process research shows that using suitable electrode materials for electrochemical oxidation technology applied to industrial wastewater treatment has good effect, high efficiency, and strong adaptability, good controllability and reliability, is a worthy of further amplification of popularization of high concentration refractory industrial wastewater treatment technology.

【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O646;X703

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本文編號：1355850