本文關(guān)鍵詞：三維電極法處理酸性橙7（AO7）模擬染料廢水的研究

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【摘要】：染料廢水具有高色度、高COD、強穩(wěn)定性、難生物降解等特點,傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)不能實現(xiàn)其高效處理。三維電極法具有氧化降解能力強、處理效率高、無二次污染且可提高廢水可生化性等特點,常用于處理難生物降解廢水,在染料廢水處理方面具有廣闊應(yīng)用前景。本論文采用三維電極法處理AO7模擬染料廢水,研究了負載TiO_2和SnO_2的顆�；钚蕴�(Ti/Sn-GAC)作為粒子電極對模擬廢水的處理效果,利用正交實驗優(yōu)化電化學(xué)降解AO7的實驗條件,并對AO7分子的降解途徑進行了分析,為三維電極法在實際染料廢水中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。本文主要研究結(jié)論如下:(1)對比三維電極法、二維電極法和吸附法處理AO7模擬染料廢水的效果,結(jié)果顯示三維電極體系對AO7的脫色率和COD去除率為57.12%和30.28%,分別比二維體系高30.03和23.94個百分點,三維電極體系的瞬時電流效率(ICE)優(yōu)于二維電極體系,證明粒子電極的填充有效提高了電流效率,有利于AO7的降解;連續(xù)20次序批實驗對比三維電極法和吸附法,結(jié)果顯示經(jīng)三維電極法電解后的模擬廢水的脫色率和COD去除率為55.66%和33.55%,比吸附法高35.21和14.78個百分點。三維電極法對AO7模擬染料廢水有更好的處理效果。(2)在顆�；钚蕴�(GAC)上負載TiO_2和SnO_2形成新型粒子電極Ti/Sn-GAC,通過對GAC和Ti/Sn-GAC進行表征,確定成功的將TiO_2和SnO_2負載到GAC表面。分別以GAC和Ti/Sn-GAC為粒子電極處理AO7模擬染料廢水,結(jié)果表明,以Ti/Sn-GAC為粒子電極的三維電極體系對AO7模擬染料廢水的脫色率和COD去除率分別比GAC為粒子電極的三維電極體系高18.04和11.72個百分點。GAC表面負載TiO_2和SnO_2可以強化系統(tǒng)對模擬廢水的處理效果。(3)在以Ti/Sn-GAC為粒子電極的三維電極反應(yīng)器中,選擇電壓梯度、粒子電極用量、pH、電解時間和電解質(zhì)濃度進行五因素四水平的正交實驗,對AO7的降解條件進行優(yōu)化。結(jié)果表明,反應(yīng)時間和粒子電極用量是影響AO7降解效果的最重要因素,同時確定降解的最優(yōu)條件為電壓梯度1V/cm,粒子電極用量200g/L,電解質(zhì)濃度0.07mol/L,pH為3,反應(yīng)時間120min。此時AO7的脫色率為84.74%,COD去除率為51.37%。AO7模擬染料廢水的脫色和COD的去除過程均符合一級動力學(xué)。(4)結(jié)合紫外可見光譜(UV-Vis)和氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)技術(shù),分析鑒定AO7分子在三維電極反應(yīng)器中可能的降解途徑。結(jié)果表明AO7分子首先降解為芳香族化合物,之后開環(huán)生成小分子的酸、醇和烷烴等,最終被礦化生成CO_2,H_2O和無機鹽。(5)檢測電解過程中BOD_5/COD的值,結(jié)果表明,初始AO7模擬染料廢水的BOD_5/COD的值僅為0.07(0.30),難生化處理。隨著反應(yīng)時間的增加,BOD_5/COD的值不斷增高,當(dāng)反應(yīng)時間達到120 min時,BOD_5/COD的值達到0.41(0.30),廢水的可生化性有了很大程度的提高,可以實現(xiàn)后續(xù)的生物法處理。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703

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本文編號：1266324