几种电化学法处理苯酚废水试验研究

论文摘要

电化学法处理有机废水是近年来发展起来的一种绿色环保技术，具有很大的发展潜力。本文分别采用电催化氧化法、电-Fenton法、三维电极法、三维电极与电-Fenton耦合法对苯酚模拟废水进行降解，设计正交试验得出各种方法的最优条件，并着重对比了最优条件下4种方法处理效果的优劣。同时对最佳条件下的处理过程进行了最小二乘法拟合，为降解过程的研究提供一定的依据。本文还对电催化氧化法和电-Fenton法降解过程进行了·OH的跟踪测定，为降解机理的研究提供一定的依据。溶液中苯酚的含量采用4-氨基安替比林法测定。通过处理前后苯酚浓度的变化对比所用方法的优劣。溶液中的·OH浓度是用以水杨酸为探针的比色法测定。通过测定溶液中生成的红色2，3-二羟基苯甲酸的量，间接得出·OH的含量。通过本试验可以得出：电催化氧化法最优条件下处理苯酚废水120min降解率达到88.7%；电-Fenton法最优条件下处理苯酚废水120min降解率达99.4%；三维电极法最优条件下处理苯酚废水80min降解率接近100%；三维电极与电-Fenton耦合法最优条件下处理苯酚废水60min降解率接近100%。在一定条件下，4种电化学法对苯酚废水处理效果优劣顺序依次为：三维电极与电-Fenton耦合法＞三维电极法＞电-Fenton法＞电催化氧化法。对最佳条件下，4种方法降解苯酚的过程分别进行最小二乘法拟合，结果表明4种方法均很好地符合一级动力学反应规律。通过对反应过程中的·OH进行跟踪测定捉，得出·OH的生成量与有机物降解率之间有很好的相关性，且呈正相关关系。通过本文的研究，可以认为把三维电极引入电催化氧化和电-Fenton反应体系中，通过两种或两种以上处理方法的联用，可以达到提高效率，降低能耗的目的。同时，分别对电催化氧化体系和电-Fenton体系中的·OH浓度进行跟踪测定，可以为电催化氧化法和电-Fenton法降解有机物的机理探讨做一定铺垫和借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 高级氧化技术
• 1.2.1 高级氧化技术概述
• 1.2.2 高级氧化技术分类
• 1.3 电催化氧化法
• 1.3.1 电催化氧化法概述
• 1.3.2 电催化氧化法原理
• 1.3.3 电催化氧化法研究进展
• 1.3.4 电催化氧化法存在的问题及今后发展方向
• 1.4 电-Fenton 法
• 1.4.1 电-Fenton 法概述
• 1.4.2 电-Fenton 法原理
• 1.4.3 电-Fenton 法研究进展
• 1.4.4 电-Fenton 法存在问题及今后发展方向
• 1.5 三维电极法
• 1.5.1 三维电极概述
• 1.5.2 三维电极法和电-Fenton 法联用的可能性
• 1.6 羟基自由基
• 1.6.1 羟基自由基概述
• 1.6.2 羟自由基检测方法
• 1.7 选题依据和研究内容
• 1.7.1 选题依据
• 1.7.2 研究内容
• 1.7.3 创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验试剂和仪器
• 2.1.1 实验主要试剂
• 2.1.2 实验主要仪器
• 2.2 实验装置和方法
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 实验方法
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 电催化氧化法处理苯酚废水正交实验
• 3.1.1 正交实验结果
• 3.1.2 正交实验结果分析
• 3.1.3 因素水平变化趋势图分析
• 3.2 电-Fenton 法处理苯酚废水正交实验
• 3.2.1 正交实验结果
• 3.2.2 正交实验结果分析
• 3.2.3 因素水平变化趋势图分析
• 3.3 三维电极法处理苯酚废水实验
• 3.3.1 活性炭颗粒的预处理
• 3.3.2 活性炭颗粒投加量对苯酚降解率的影响
• 3.4 三维电极与电-Fenton 耦合法处理苯酚废水实验
• 3.5 4 种方法处理效果对比
• 3.6 降解反应动力学分析
• 3.7 羟基自由基的测定
• 第四章 结论和建议
• 4.1 主要结论
• 4.2 未来工作建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢