电化学氧化技术在污水回用中的应用研究

论文摘要

随着工业的发展和城市化进程的加快,水资源的短缺问题日益突出。电化学氧化技术具有处理效果好、无二次污染、操作简单等优点,在水处理领域中具有广泛的应用前景。本文以甲基橙模拟染料废水为研究对象,考察了氯化物电解质中甲基橙的电化学氧化降解效果,分析了甲基橙的电化学氧化机理。结果表明:电流密度和NaCl浓度的增加在一定范围内有利于甲基橙降解。由于发色基团-N=N-最先被破坏,而苯环的开环反应和脂肪酸的矿化需要较长的时间,所以色度的去除速率明显快于COD的去除速率。甲基橙在电化学氧化反应的起始阶段会快速生成大量的醌类物质,而Cl2/ClO-的存在促进了醌类物质的分解,从而有效抑制了它的积累。针对二沉池出水和印染废水这两种生物难降解有机废水,采用正交设计法和均匀设计法进行污水回用的实验设计,并利用实验软件进行数据处理与分析,确定了最佳工艺条件。在此基础上,自制了ACF-RuO2/Ti复合电极,设计了流动式污水回用装置,对二沉池出水进行实验研究。研究结果表明:ACF-RuO2/Ti复合电极对二沉池出水具有较好的处理效果。当Na2SO4的浓度为0.1mol/L、流量为2.45cm3/min、电解电压为8V时处理效果最好。此时,COD的去除率可达到80%,杀菌率可达到100%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 水资源危机与污水回用
• 1.1.1 水资源危机
• 1.1.2 污水回用现状
• 1.1.3 污水回用技术研究进展
• 1.1.4 污水排放和回用标准
• 1.2 电化学法在水处理领域的应用
• 1.2.1 电化学法的过程原理
• 1.2.2 电化学法的应用分类
• 1.2.3 电化学氧化技术处理回用水
• 1.3 电化学氧化技术发展概况
• 1.3.1 电极材料
• 1.3.2 电化学反应器
• 1.3.3 反应机理
• 1.4 研究目的和内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 模拟废水的电化学氧化降解研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器及试剂
• 2.2.2 实验内容
• 2.2.3 分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 电解质种类对甲基橙降解效果的影响
• 2.3.2 电流密度对甲基橙降解效果的影响
• 2.3.3 氯化钠浓度对甲基橙降解效果的影响
• 2.3.4 色度和COD 去除率随时间变化关系
• 2.3.5 降解产物的紫外可见吸收光谱分析
• 2.3.6 降解产物的液相色谱分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 城市污水的电化学氧化降解研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器及试剂
• 3.2.2 实验内容
• 3.2.3 分析方法
• 3.3 生活污水的正交实验研究
• 3.3.1 实验设计
• 3.3.2 实验数据与分析
• 3.3.3 电化学杀菌实验
• 3.4 工业废水的均匀实验研究
• 3.4.1 实验设计
• 3.4.2 实验数据与分析
• 3.4.3 紫外可见吸收光谱分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 电化学氧化装置及污水回用的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器及试剂
• 4.2.2 处理装置
• 4.2.3 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 流量对处理效果的影响
• 4.3.2 pH 值对处理效果的影响
• 4.3.3 槽电压对处理效果的影响
• 4.3.4 杀菌和脱色效果
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文