复极性固定床电解槽处理有机废水研究

论文摘要

本文是一种新型电化学反应器—复极性固定床电解槽（bipolar packed bed cell简称BPBC）处理难降解有机物的研究,对于难降解有机物处理技术的提高具有积极的意义。本文阐述了BPBC在国内外研究进展和研究趋势;介绍了BPBC的构造和基本原理以及BPBC处理有机物的机理。接着本文主要研究了BPBC处理两种有机废水的效果:难生物降解的高浓度苯酚废水和难降解的线路板脱膜废水。由于在线路板生产过程中产生了高浓度和低浓度两种脱膜废水,所以本论文分别研究了BPBC处理高浓度脱膜废水和低浓度脱膜废水的效果。通过电解动态试验,研究了槽电压,实际电解时间,pH值,电解质NaCl投加量,外加氧化剂双氧水投加量对BPBC有机物处理效果的影响。 BPBC处理苯酚废水的实验研究结果表明,苯酚的降解速率与酚浓度呈一级反应关系,即随着实际电解时间的增加苯酚降解速率逐渐减小;随着槽电压的增大,苯酚的去除率也随之增大,但是槽电压超过10V后,苯酚去除率增加趋势减缓;在碱性条件下,pH值的变化对苯酚的去除率有一定的影响,随着pH值的增大,去除率逐渐的降低;空床流速过大时,苯酚去除率有一定的下降;投加电解质后,苯酚的去除率增加,而就投加NaCl和NaNO3的情况下,投加等摩尔浓度的NaCl和NaNO3,投加NaCl的效果要优于投加NaNO3的效果;提高废水中的溶解氧有利于苯酚的去除。在BPBC处理苯酚废水的过程中,有中间体的产生,如果要彻底除去苯酚废水中的有机物,实际电解时间不宜小于30min。对于BPBC处理初始浓度为600mg/L苯酚废水,最佳的工艺条件为:槽电压10V,实际电解时间30min,空塔流速1.03cm/min,NaCl投加量20g/L,苯酚的出去率可以达到70%。 本文在以上处理苯酚废水研究的基础上,论文研究了BPBC处理两种不同浓度得脱膜废水,试验结果表明,对于浓度较高的酸化气浮-光酚顿的出水,在外加氧化剂双氧水后,最佳处理工艺:槽电压8V,实际电解时间60min,双氧水的投加量为1倍理论药量,pH值为3,COD的去除率达到60%;在酸化气浮过程采用酸铜废液调节pH值将会降低COD的去除率。而对于低浓度的脱膜废水不需投加电解质和氧化剂,最佳工艺条件槽电压8V,实际电解时间60min,COD的去除率达到了65%以上。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 复极性固定床电解槽的研究进展
• 1.2.1 水处理方面应用研究
• 1.2.2 理论研究进展
• 1.3.实验废水概述
• 1.3.1 苯酚废水
• 1.3.2 线路板生产中脱膜废水
• 1.4 课题的来源及意义
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究意义
• 2 BPBC处理有机废水的原理及影响因素
• 2.1 BPBC构造及其基本原理
• 2.2 BPBC处理有机废水的原理
• 2.3 影响因素
• 3 实验装置及实验方案
• 3.1.实验装置图与工艺流程
• 3.2 填料的选择
• 3.3 反应器特性分析
• 3.3.1 反应器内物质的对流、扩散和电迁移
• 3.3.2 反应器实际电流密度
• 3.3.3 表观电解时间与实际电解时间
• 3.4 试验安排及分析方法
• 4 BPBC处理高浓度苯酚废水的特性研究
• 4.1 BPBC初始工作点的确定
• 4.2 不同因素对苯酚去除的影响
• 4.2.1 实际电解时间的影响
• 4.2.2 槽电压的影响
• 4.2.3 pH值的影响
• 4.2.4 空床流速的影响
• 4.2.5 投加电解质的影响
• 4.2.6 溶解氧的影响
• 4.3 苯酚降解过程的初探
• 4.4 本章小结
• 5 BPBC处理印制电路板脱膜废水的研究
• 5.1 实验废水
• 5.2 探索性实验及结果
• 5.3 酸化气浮-光芬钝处理后的出水
• 5.3.1 正交实验设计、结果与分析
• 5.3.2 槽电压对COD去除率的影响
• 5.3.3 实际电解时间对去除率的影响
• 2O₂投加量对去除率的影响'>5.3.4 H₂O₂投加量对去除率的影响
• 5.3.5 pH值对去除率的影响
• 5.3.6 投加NaCl对去除率的影响
• 5.3.7 用酸铜废液调节pH值对COD去除率的影响
• 5.4 处理酸化气浮处理后的出水
• 5.5 处理低浓度脱膜废水
• 5.5.1 槽电压的影响
• 5.5.2 实际电解时间的影响
• 5.5.3 投加氧化剂的影响
• 5.5.4 投加NaCl对去除率的影响
• 5.5.5 pH值对COD去除率的影响
• 5.6 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献