生物電化學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)⑸锏碾娀瘜W(xué)活性和降解功能結(jié)合,可利用電極去除一些具有氧化性或還原性的污染物,已逐漸成為一種新型的廢水處理技術(shù)。生物催化電解技術(shù)作為生物電化學(xué)系統(tǒng)的一種形式,僅需外加較小電壓,即可加速污染物氧化還原過程,減小電子供體需求,在污染物降解方面更具有潛力和開發(fā)價值。我國紡織印染行業(yè)廢水量大、面廣、治理難,尤其是偶氮染料脫色難、易復(fù)色等問題亟待解決。本研究提出采用生物催化電解技術(shù)對偶氮染料進(jìn)行降解,并針對強(qiáng)化偶氮染料降解過程中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究,取得了一些創(chuàng)新性的研究成果。針對降低反應(yīng)器內(nèi)阻,提出并構(gòu)建了一種套筒型生物催化電解裝置,用于強(qiáng)化偶氮染料還原脫色。利用雙室和單室兩種型式證實(shí)了套筒構(gòu)型裝置的優(yōu)越性。在雙室套筒型生物催化電解裝置中,當(dāng)陰極液中酸性橙濃度由50 mg/L增至700mg/L時,偶氮染料的脫色可以高達(dá)98%,可以實(shí)現(xiàn)染料的預(yù)處理,并在脫色效果和反應(yīng)動力學(xué)上具有明顯優(yōu)勢,耐負(fù)荷高。在單室套筒型生物催化電解裝置中,構(gòu)型的差異性實(shí)際是以電極排布方式的不同來展現(xiàn),當(dāng)改進(jìn)水平式電極排布為環(huán)繞式電極排布時,偶氮染料在11h時的脫色率從87.4±1.3%升高至97.5... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 偶氮染料和偶氮染料的降解方法
        1.2.1 偶氮染料的特點(diǎn)及危害
        1.2.2 偶氮染料的降解方法
    1.3 生物電化學(xué)系統(tǒng)在廢水處理中的研究進(jìn)展
        1.3.1 生物電化學(xué)系統(tǒng)的基本原理
        1.3.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)處理難降解廢水
    1.4 生物電化學(xué)系統(tǒng)處理偶氮染料的研究現(xiàn)狀
    1.5 生物電化學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化及改進(jìn)
        1.5.1 生物電化學(xué)系統(tǒng)的反應(yīng)器構(gòu)型設(shè)計
        1.5.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)與其他工藝的耦合
    1.6 本文的研究背景、目的和意義
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.7.1 主要研究內(nèi)容
        1.7.2 技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗材料與方法
    2.1 實(shí)驗裝置與操作
        2.1.1 套筒型雙室生物催化電解裝置
        2.1.2 套筒型單室生物催化電解裝置
        2.1.3 套筒型生物催化電解厭氧耦合工藝裝置
    2.2 實(shí)驗儀器和試劑
        2.2.1 主要實(shí)驗儀器
        2.2.2 實(shí)驗試劑和材料
        2.2.3 培養(yǎng)基的配置
    2.3 電化學(xué)性能測定方法
        2.3.1 陰陽極電極電勢及電流測定
        2.3.2 循環(huán)伏安曲線
        2.3.3 交流阻抗分析
    2.4 化學(xué)測定方法
        2.4.1 紫外-可見分光光度法
        2.4.2 高效液相色譜法
        2.4.3 化學(xué)需氧量的測定
    2.5 計算方法
第3章 套筒型生物催化電解裝置構(gòu)建及對偶氮染料的脫色效能
    3.1 引言
    3.2 套筒型雙室生物催化電解裝置的構(gòu)建及脫色效能
        3.2.1 偶氮染料的脫色效果
        3.2.2 電化學(xué)性能-交流阻抗譜分析
        3.2.3 偶氮染料在陰極的轉(zhuǎn)化機(jī)制
    3.3 套筒型單室生物催化電解裝置的構(gòu)建及脫色效能
        3.3.1 生物陽極-生物陰極聯(lián)合作用促進(jìn)脫色
        3.3.2 生物陰極微生物對剛果紅脫色的作用
        3.3.3 電極排布方式對生物催化電解裝置電化學(xué)特性的影響
        3.3.4 電極排布方式對生物催化電解裝置脫色效果的影響
        3.3.5 偶氮染料生物陽極和生物陰極的脫色機(jī)制
    3.4 本章小結(jié)
第4章 套筒型生物催化電解裝置工作陰極位置優(yōu)化及脫色效能
    4.1 引言
    4.2 陰陽極體積相同情況下陰極位置優(yōu)化對脫色效能的影響
        4.2.1 陰極位置對脫色效能的影響
        4.2.2 陰極位置對電流的影響
        4.2.3 陰極位置對內(nèi)阻的影響
    4.3 三倍陰極體積情況下陰極位置優(yōu)化對脫色效能的影響
        4.3.1 陰極位置對脫色效能的影響
        4.3.2 陰極位置對電流的影響
        4.3.3 陰極位置對內(nèi)阻的影響
    4.4 陽極底物濃度對生物催化電解裝置脫色效能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 套筒型生物催化電解厭氧耦合工藝的構(gòu)建及脫色效能
    5.1 引言
    5.2 套筒型生物催化電解厭氧耦合工藝的脫色效能
        5.2.1 偶氮染料的降解性能
        5.2.2 系統(tǒng)的電化學(xué)特性
    5.3 工作陰極和厭氧活性污泥反應(yīng)區(qū)相對位置的影響
        5.3.1 工作陰極位置對偶氮染料脫色性能的影響
        5.3.2 工作陰極位置對pH的影響
        5.3.3 工作陰極位置對電勢和電流的影響
        5.3.4 工作陰極位置對交流阻抗譜的影響
    5.4 陰極液流經(jīng)電極區(qū)和厭氧活性污泥區(qū)次序的影響
        5.4.1 開路和閉路狀態(tài)下厭氧活性污泥區(qū)和電極區(qū)的脫色效能
        5.4.2 陰極液流向?qū)捬趸钚晕勰鄥^(qū)和電極區(qū)脫色效能的影響
        5.4.3 陰極液流向?qū)OD去除效果的影響
    5.5 陰極液進(jìn)水布水方式的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]鐵柱撐改性膨潤土-Fenton氧化降解染料廢水的機(jī)理研究[D]. 宮小康.遼寧科技大學(xué) 2013
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[6]微生物電解強(qiáng)化水中偶氮染料脫色及影響因素研究[D]. 劉丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]升流式生物電化學(xué)反應(yīng)器還原廢水中硝基苯的效果研究[D]. 崔丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]膜生物反應(yīng)器處理偶氮染料廢水的研究[D]. 李俊芳.大連理工大學(xué) 2009
[9]新型光催化超濾膜反應(yīng)器降解4BS偶氮染料[D]. 蔣華兵.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[10]高鹽偶氮染料廢水的生物處理研究[D]. 張祿艷.大連理工大學(xué) 2009



本文編號：3269949