本文選題：活性炭楩粒　切入點(diǎn)：粒子電極　出處：《武漢大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：三維電極法作為一種新型的污水處理技術(shù),具有電流效率高、傳質(zhì)距離短、二次污染小等優(yōu)點(diǎn),在處理以染料廢水為代表的難生物降解廢水方面具有極大的研究意義。本研究以顆�；钚蕴�(GAC)為載體,采用浸漬法制備了多種負(fù)載型粒子電極,負(fù)載的活性組分為單一金屬氧化物或復(fù)合金屬氧化物。研究了不同粒子電極對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的脫色情況,得出Mn-Co-Ce/GAC粒子電極的電催化氧化活性最高。對(duì)比了三維電極法和二維電極法對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的處理效果,得出三維電極對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率和COD去除率分別為94.31%和65.11%,二維電極對(duì)應(yīng)的效率分別為58.52%和23.15%。研究了曝氣條件對(duì)電催化氧化反應(yīng)的影響,結(jié)果表明曝氣為三維電極體系提供了充足的O2,顯著提高了對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的處理效果。通過(guò)添加叔丁醇的方式,證明了 ·OH在亞甲基藍(lán)溶液的降解過(guò)程起到了重要的作用。研究了 Mn-Co-Ce/GAC粒子電極在不同工藝條件下(反應(yīng)時(shí)間、極板間距、外加電壓、輔助電解質(zhì)濃度等)對(duì)亞甲基藍(lán)溶液降解效果的影響。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得出:在反應(yīng)時(shí)間為90 min,槽電壓為20 V,輔助電解質(zhì)Na2SO4濃度為0.15 mol·L-1,極板間距為4cm的條件下,Mn-Co-Ce/GA(粒子電極對(duì)亞甲基藍(lán)有較好的處理效果。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行30次以上,仍有將近80%的脫色率和50%的COD去除率,說(shuō)明該粒子電極具有一定的穩(wěn)定性。對(duì)粒子電極進(jìn)行再生,發(fā)現(xiàn)其對(duì)亞甲基藍(lán)溶液降解效果有明顯恢復(fù),脫色率和COD去除率分別可達(dá)到92.33%和58.96%。通過(guò)紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析發(fā)現(xiàn)亞甲基藍(lán)在降解過(guò)程中先是發(fā)生N、S雜環(huán)的開(kāi)鏈反應(yīng),然后生成了苯的取代物或者是小分子有機(jī)物,進(jìn)一步表明了 Mn-Co-Ce/GAC對(duì)亞甲基藍(lán)溶液有著很好的處理效果。亞甲基藍(lán)溶液的BOD5/CODcr由0.12提高到0.58,說(shuō)明經(jīng)三維電極法處理后其可生化性大大提高。對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的脫色反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析得出其符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),說(shuō)明以Mn-Co-Ce/GAC粒子電極處理亞甲基藍(lán)溶液在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到較好的脫色效果。對(duì)反應(yīng)器的能耗進(jìn)行分析,得出三維電極在能耗方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二維電極,同時(shí)得出處理高濃度有機(jī)廢水更有利于節(jié)省能耗。
[Abstract]:As a new sewage treatment technology, three dimensional electrode method has the advantages of high current efficiency, short mass transfer distance, small secondary pollution and so on. It is of great significance to study the treatment of refractory wastewater, which is represented by dye wastewater. In this study, a variety of loaded particle electrodes were prepared by impregnation with granular activated carbon (GAC) as the carrier. The supported active components are single metal oxide or composite metal oxide. The decolorization of methylene blue solution by different particle electrodes has been studied. The electrocatalytic oxidation activity of Mn-Co-Ce/GAC particle electrode was the highest. The treatment effect of three dimensional electrode method and two dimensional electrode method on methylene blue solution was compared. The results show that the decolorization efficiency and COD removal rate of the three dimensional electrode are 94.31% and 65.11, respectively, and the corresponding efficiency of the two-dimensional electrode are 58.52% and 23.15.The effect of aeration conditions on the electrocatalytic oxidation reaction is studied. The results showed that aeration provided sufficient O _ 2 for the three-dimensional electrode system, and significantly improved the treatment efficiency of methylene blue solution. It is proved that 路OH plays an important role in the degradation process of methylene blue solution. The reaction time, plate spacing, applied voltage and reaction time of Mn-Co-Ce/GAC particle electrode are studied. Under the conditions of 90 min reaction time, 20 V cell voltage, 0.15 mol 路L -1 auxiliary electrolyte Na2SO4 concentration, and 4 cm distance between the electrodes, the results showed that: Mn-Co-Ce- / GA _ (1) was obtained by the single factor experiment under the conditions of 90 min, 20 V, 0.15 mol 路L ~ (-1), and 4 cm distance between the electrodes. The particle electrode has good treatment effect on methylene blue. The system runs more than 30 times. There are still nearly 80% decolorization rates and 50% COD removal rates, which indicates that the particle electrode has certain stability. The regeneration of the particle electrode shows that the degradation effect of methylene blue solution is obviously restored. The decolorization rate and the COD removal efficiency can reach 92.33% and 58.96 respectively. By UV-Vis absorption spectrum analysis and liquid chromatography-mass spectrometry analysis, it was found that the open chain reaction of Nu S heterocycles occurred in the degradation process of methylene blue. And then they produce substituted benzene or small molecules of organic matter, It is further indicated that Mn-Co-Ce/GAC has a good treatment effect on methylene blue solution. The BOD5/CODcr of methylene blue solution is increased from 0.12 to 0.58, which indicates that the biodegradability of methylene blue solution is greatly improved after three dimensional electrode treatment, and the decolorization of methylene blue solution is greatly improved. The kinetic analysis of the reaction shows that it accords with the first-order reaction kinetics. The results show that the treatment of methylene blue solution with Mn-Co-Ce/GAC particle electrode can achieve better decolorization effect in a short time. The energy consumption of the reactor is analyzed and the results show that the energy consumption of the three-dimensional electrode is much smaller than that of the two-dimensional electrode. At the same time, the treatment of high concentration organic wastewater is more beneficial to save energy consumption.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X791

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本文編號(hào)：1587656