發(fā)布時(shí)間：2017-09-09 08:44

  本文關(guān)鍵詞：基于生物電化學(xué)系統(tǒng)強(qiáng)化印染廢水脫色研究

  更多相關(guān)文章： 微生物燃料電池 曝氣電解反應(yīng)器 偶氮染料 甲基橙 脫色

【摘要】：隨著社會(huì)工業(yè)的快速發(fā)展,印染行業(yè)所排廢水已對(duì)水體環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。這種廢水一旦排入水體環(huán)境,不僅影響視覺美觀,而且會(huì)危及魚類及其他一些水體生物,尤其是偶氮類染料,具有致癌和致突變的特性。由于染料廢液可生化性差,通常采用物理吸附法和膜分離法去除,但伴隨而來(lái)的是較高的再生費(fèi)用及膜成本。因此,尋求一種有效的染料廢液處理手段變得十分重要。本研究利用微生物燃料電池所產(chǎn)微弱電來(lái)強(qiáng)化一種偶氮染料(甲基橙,Methyl orange,MO)的電化學(xué)脫色,對(duì)于染料廢水的深度處理具有重要的意義。本研究中,利用微生物燃料電池(Microbial fuel cell,MFC)作為外加電源,對(duì)一個(gè)曝氣電解反應(yīng)器進(jìn)行供電,進(jìn)而強(qiáng)化曝氣電解反應(yīng)器對(duì)偶氮染料的脫色。曝氣電解反應(yīng)器由兩個(gè)極板組成,并向陰極區(qū)域曝氣,通過(guò)改變?cè)摲磻?yīng)器中電解質(zhì)濃度等因素,獲得最優(yōu)的去除效果,并對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行機(jī)理探究。接著通過(guò)向曝氣電解反應(yīng)器中添加鐵碳粉末強(qiáng)化脫色效果,并利用響應(yīng)曲面法對(duì)初始pH、鐵碳比、曝氣量、初始染料濃度四個(gè)影響因素進(jìn)行了條件優(yōu)化。研究結(jié)果表明:(1)在采用碳纖維氈作為陰陽(yáng)極板,甲基橙濃度50 mg/L、電解質(zhì)(Na2SO4)濃度0.01 M、初始pH為3.0的實(shí)驗(yàn)條件下,經(jīng)過(guò)360 min電解,色度完成了有效去除,脫色率達(dá)到90.4%;(2)在因素實(shí)驗(yàn)中:采用碳纖維氈有更好的脫色效果;降低染料溶液初始pH和初始染料濃度,會(huì)增加染料脫色效果;電解質(zhì)濃度對(duì)脫色效果影響不顯著;(3)通過(guò)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的過(guò)氧化氫含量,證明對(duì)脫色發(fā)揮主要作用的是實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的活性物質(zhì);而波長(zhǎng)掃描圖及色譜分析結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)體系完成了偶氮鍵的斷裂及有效的礦化效果。(4)利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)中,以脫色率最大為目標(biāo),得到最優(yōu)條件為:初始pH為3.05,鐵碳比為0.66,曝氣量為5.80 L/min,初始染料濃度為54.32 mg/L。本研究運(yùn)用微生物燃料電池所產(chǎn)微弱電,通過(guò)脫色過(guò)程中的因素分析及機(jī)理探究,充分證明了將其用于染料廢水深度處理的可行性,為實(shí)際應(yīng)用提供了借鑒。
【關(guān)鍵詞】：微生物燃料電池 曝氣電解反應(yīng)器 偶氮染料 甲基橙 脫色
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 印染廢水研究進(jìn)展10-14
• 1.1.1 印染廢水來(lái)源、分類及危害10-12
• 1.1.2 印染廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀12-14
• 1.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)研究進(jìn)展14-19
• 1.2.1 工作原理14-16
• 1.2.2 微生物燃料電池脫色進(jìn)展16-19
• 1.3 研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 1.3.1 研究目的19-20
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.3.3 研究創(chuàng)新點(diǎn)21
• 1.4 技術(shù)路線21-23
• 第2章 MFC-AER體系脫色研究23-38
• 2.1 引言23
• 2.2 材料與方法23-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置24-25
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法25-26
• 2.2.4 分析測(cè)試方法26-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-36
• 2.3.1 微生物燃料電池馴化及產(chǎn)電評(píng)價(jià)27-29
• 2.3.2 MFC-AER體系脫色效果評(píng)價(jià)29-31
• 2.3.3 MFC-AER脫色體系影響因素研究31-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第3章 MFC-AER脫色體系機(jī)理研究38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 材料與方法38-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法38-39
• 3.2.3 分析測(cè)試方法39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-47
• 3.3.1 曝氣與通電對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響40-41
• 3.3.2 過(guò)氧化氫含量檢測(cè)41-43
• 3.3.3 循環(huán)伏安掃描曲線43-44
• 3.3.4 波長(zhǎng)掃描結(jié)果44-45
• 3.3.5 GC-MS結(jié)果分析45-46
• 3.3.6 甲基橙脫色機(jī)理探討46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 Fe/C微電解結(jié)合MFC-AER脫色及響應(yīng)曲面優(yōu)化研究48-58
• 4.1 引言48-49
• 4.2 材料與方法49-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑49
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法49-50
• 4.3 結(jié)果與討論50-57
• 4.3.1 Fe/C微電解強(qiáng)化MFC-AER脫色效果比較50-51
• 4.3.2 利用響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)脫色結(jié)果51-53
• 4.3.3 擬合方程的確定及顯著性檢驗(yàn)53-55
• 4.3.4 響應(yīng)面分析優(yōu)化及驗(yàn)證55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 結(jié)論與建議58-60
• 5.1 結(jié)論58-59
• 5.2 建議59-60
• 參考文獻(xiàn)60-72
• 致謝72-74
• 附錄74-75

【相似文獻(xiàn)】

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