高压脉冲放电协同茶叶处理亚甲基蓝试验模拟废水

论文摘要

亚甲基蓝(MB)染料废水是一种碱性染料,在印染废水中颇具代表性,MB废水若不处理排放,会产生较大的毒性。印染废水,尤其是印染和结束工艺的印染阶段所排出的废水,因其成分复杂、种类多、有毒有害物质多、色度高、温度高、COD高,并且可生化性低等特性,被世界公认为是最难处理的工业废水之一。对于此类废水,常规的物理、化学、生物法都难以达到技术和经济上的要求。但由于其毒性大,若未能及时有效地对其进行有效的控制和治理,印染工业废水必将对环境造成十分严重的污染与破坏。本文利用高压脉冲放电并协同茶叶处理MB模拟废水,考察该联合处理中的茶叶对降解的效果和研究茶叶在高压脉冲放电中的作用,以及高压脉冲放电对其表面特性的影响,为研究经济适用的催化剂提供依据参考。研究结果表明：(1)随着茶叶剂量的增大,MB降解率逐渐提高,但是当茶叶剂量达到4.0g/L时,MB的降降率略有下降。当茶叶剂量达到3.2g/L时,MB的处理效果最佳。(2)MB降解率随着茶叶目数增大而逐渐提高,即茶叶颗粒的粒径越小,MB的处理效果越好,k以及G50%也有同样的趋势。(3)随着MB初始浓度的增加,溶液中的MB分子就越多,分子与反应器中的强氧化性粒子反应的几率也就越大。但是与此同时分子间竞争氧化粒子就越激烈。因此反应浓度增加,MB的净去除率增加,但是反应速率常数k以及能源利用率G50%却下降。(4)pH在高压脉冲反应中也是一个很重要的因素。本实验选取三个梯度,即分别为酸性条件(pH=4)、中性条件(pH=7)以及碱性条件下(pH=10),但在高压脉冲放电与茶叶的结合中,pH对MB的降解率影响不大。(5)茶叶在协同处理过程中不仅有吸附作用,而且还存在催化作用,同时茶叶在试验中可以重复使用即茶叶的再生。(6)高压脉冲放电对茶叶孔径结构以及表面化学性质基本上无影响。从孔径结构上,使用过的茶叶与未使用过的茶叶比较,总孔容略有下降,其原因是中孔增加,大孔减小。通过傅里叶红外光谱看出,使用过后的茶叶,并没有增加新的官能团。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 立题背景
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 染料废水的处理现状
• 1.2.2 染料废水的处理方法
• 1.2.3 亚甲基蓝染料废水的简介
• 1.2.4 高级氧化技术简介
• 1.2.5 脉冲放电非平衡等离子体技术
• 1.2.6 催化剂的应用
• 1.2.7 茶叶的研究进展
• 1.3 研究目的及其意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 茶叶的搜集和储存
• 2.1.2 亚甲基蓝溶液
• 2.2 实验器材
• 2.2.1 高压脉冲电源
• 2.2.2 本实验采用针板式放电反应器
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 试验方法
• 2.3.2 试验设计
• 2.4 参数测定
• 2.4.1 降解率的测定
• 2.4.2 协同强度
• 2.4.3 能量效率
• 2.4.4 速率常数
• 2.4.5 傅立叶红外光谱分析
• 2.4.6 扫描电镜
• 2.4.7 氮吸附测试
• 2.5 数据处理与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 各种参数对反应的影响
• 3.1.1 茶叶颗粒剂量对MB降解的影响
• 3.1.2 茶叶颗粒目数对MB降解的影响
• 3.1.3 初始浓度对MB降解的影响
• 3.1.4 溶液pH值对MB降解的影响
• 3.1.5 反应中pH的变化
• 3.2 茶叶在协同处理中的作用
• 3.3 茶叶的重复使用
• 3.4 高压脉冲对茶叶孔径表面化学结构的影响
• 3.5 高压脉冲对茶叶孔径结构的影响
• 3.6 电镜
• 4 讨论
• 4.1 加入催化剂不同对反应的影响
• 4.1.1 各种因素对反应的影响
• 4.1.2 茶叶在反应中的作用
• 5 结论
• 6 进一步研究的内容
• 参考文献
• 致谢