以工業(yè)廢水深度處理為背景，以難降解有機物污染物的高效去除為目的，本論文圍繞三維電極技術(shù)，以開發(fā)一套中試規(guī)模三維電極反應(yīng)器為研究目標(biāo)，以研制開發(fā)高效（高污染物去除率、高析氧過電位、高羥基自由基產(chǎn)生量）、穩(wěn)定（催化劑流失少）的填充粒子電極為主要內(nèi)容，重點考察負載催化劑活性炭粒子制備方法與工藝，優(yōu)化三維電極反應(yīng)器的構(gòu)型參數(shù)與運行條件，揭示其電化學(xué)氧化機理，最終獲得了對實際廢水（檸檬酸生化處理出水）的優(yōu)良處理效果并實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運行。研究了負載催化劑種類、制備方法、催化劑配比對有機污染物去除效果、電催化活性、催化劑流失情況的影響；研究了不同種類負載催化劑活性炭的材料學(xué)特征和電化學(xué)行為，最終制備出高效的復(fù)合負載型GAC-Ti-Sn/Sb粒子電極并揭示了其電催化機理。研究了電極間距、電極填充量、水力停留時間對電流分布的影響，為三維電極反應(yīng)器設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持；研究了GAC-Ti-Sn/Sb粒子電極對于不同種類模擬污染物的降解動力學(xué)和降解機理，最終獲得了反應(yīng)器構(gòu)型參數(shù)：粒子填充量比70%、電極間距3cm；GAC-Ti-Sn/Sb粒子對羅丹明B、檸檬酸、腐殖酸模擬污染物的降解過程是通過OH間接氧化反應(yīng)進... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 工業(yè)廢水處理存在的問題
        1.1.2 工業(yè)廢水處理系統(tǒng)提標(biāo)改造
        1.1.3 工業(yè)二級出水深度處理現(xiàn)狀
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 三維電極技術(shù)概述
        1.2.2 復(fù)極性三維電極技術(shù)處理有機污染物的研究
        1.2.3 填充粒子的研究
        1.2.4 復(fù)極性三維電極反應(yīng)機理
    1.3 研究目的
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 高效負載型活性炭粒子的制備
    2.1 試驗裝置和方法
        2.1.1 試驗裝置和流程
        2.1.2 試驗用水
        2.1.3 負載型 GAC 粒子性能表征方法
        2.1.4 水質(zhì)分析方法
        2.1.5 電子自旋共振技術(shù)檢測羥基自由基方法 OH 建立
        2.1.6 液齡分布函數(shù)與平均停留時間計算方法
        2.1.7 參數(shù)計算方法
    2.2 負載型 GAC 粒子電極的制備與評價
        2.2.1 負載型 GAC 粒子制備方法
        2.2.2 負載型 GAC 粒子對 COD 的去除
        2.2.3 負載型 GAC 粒子對能耗的影響
        2.2.4 負載型 GAC 粒子對析氧電位的影響
    2.3 復(fù)合負載型 GAC 粒子的制備與評價
        2.3.1 復(fù)合負載型三維粒子的制備方法
        2.3.2 摻 Sn 量及制備方法對 COD 去除率的影響
        2.3.3 摻 Sn 量及制備方法對能耗的影響
    2.4 負載型 GAC 粒子催化劑溶出情況研究
    2.5 復(fù)合負載型 GAC 粒子電極表面形貌，結(jié)構(gòu)表征
        2.5.1 復(fù)合負載型 GAC 粒子表面形貌特征
        2.5.2 復(fù)合負載型 GAC 粒子表面元素組成分析
        2.5.3 復(fù)合催化劑晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.5.4 復(fù)合催化劑 X 射線光電子能譜（XPS）分析
    2.6 復(fù)合負載型 GAC 粒子電化學(xué)行為研究
        2.6.1 析氧過電位
        2.6.2 Fe（CN）63-/Fe（CN）64-氧化還原電對的循環(huán)伏安行為
    2.7 復(fù)合負載型 GAC 粒子電催化機理研究
    2.8 本章小結(jié)
第3章 連續(xù)流三維電極反應(yīng)器構(gòu)型參數(shù)優(yōu)化及去除機理研究
    3.1 試驗裝置和方法
        3.1.1 試驗裝置和試驗用水
        3.1.2 電流分布測試方法
    3.2 粒子填充量的影響
        3.2.1 粒子填充量對電流分布的影響
        3.2.2 粒子填充量對 COD 去除率、能耗的影響
    3.3 相同粒子填充量下電極間距的影響
        3.3.1 電極間距對電流分布的影響
        3.3.2 電極間距對 COD 去除率、能耗的影響
    3.4 水力停留時間的影響
        3.4.1 水力停留時間對電流分布的影響
        3.4.2 水力停留時間對 COD 去除率、能耗的影響
    3.5 復(fù)合負載型 GAC-Ti-Sn/Sb 粒子對不同種類有機物降解機理及途徑研究
        3.5.1 GAC-Ti-Sn/Sb 粒子降解不同種類有機物動力學(xué)研究
        3.5.2 循環(huán)伏安曲線分析
        3.5.3 紫外-可見光吸收圖譜分析
        3.5.4 三維熒光（EEM）光譜分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 連續(xù)流三維電極反應(yīng)器處理檸檬酸實際廢水小試研究
    4.1 試驗裝置與方法
    4.2 廢水來源與水質(zhì)指標(biāo)
    4.3 影響因素研究
        4.3.1 水力停留時間的影響
        4.3.2 電流密度的影響
        4.3.3 初始 pH 值的影響
        4.3.4 曝氣量的影響
        4.3.5 不同填充粒子的影響
    4.4 復(fù)合負載型 GAC-Ti-Sn/Sb 降解檸檬酸實際廢水機理研究
        4.4.1 直接氧化反應(yīng)機理驗證
        4.4.2 OH 間接氧化反應(yīng)機理驗證
        4.4.3 活性氯間接氧化機理反應(yīng)驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 連續(xù)流三維電極反應(yīng)器處理檸檬酸廢水的中試研究
    5.1 中試反應(yīng)器設(shè)計與運行
        5.1.1 中試反應(yīng)器示意圖
        5.1.2 中試反應(yīng)器設(shè)計與運行參數(shù)
    5.2 復(fù)合負載型 GAC-Ti-Sn/Sb 的中試規(guī)模制備
        5.2.1 GAC-Ti-Sn/Sb 粒子制備流程
    5.3 連續(xù)流三維電極反應(yīng)器處理檸檬酸廢水中試運行情況
    5.4 填充 GAC-Ti-Sn/Sb 粒子的中試反應(yīng)器處理檸檬酸廢水三維熒光譜圖分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3012558