三维电极预处理硝基苯类（TNT、DNT）废水的研究

论文摘要

炸药工业生产过程中产生的废水含梯恩梯（TNT）、地恩梯（DNT）、黑索今（RDX）等多种剧毒物质。这些废水成分复杂,所含物质一般都属于高浓度难降解有机物,具有危害性大,毒性强,很难被一般微生物所降解等特点。因此必须对其预处理才能进行生化处理,从而达到去除有毒有害物质的目的。论文采用三维电极反应器对以TNT、DNT为代表的硝基苯类废水进行预处理实验研究,实验采用Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2作为阳极,Ti板为阴极,Sn-Sb-Ag/陶瓷粒子作为第三维粒子电极,分别对TNT及DNT废水进行了处理。采用过量浸渍+高温焙烧法分别在陶瓷粒子表面负载Ag及Sn-Sb-Ag催化剂作为粒子电极,并对该粒子电极进行SEM、XRD及电化学性能和电催化性能表征。实验表明,Ag在陶瓷粒子表面分布均匀,分散性良好,没有出现团聚现象,粒子电极在不同溶液中对阳极析氧电位影响不大,但电催化性能提高显著。采用三维电极反应器预处理TNT模拟废水,实验表明,负载Sn-Sb-Ag催化剂陶瓷粒子与未负载Sn-Sb-Ag催化剂陶瓷粒子的体积比为3：1,粒子电极填充量与废水液面高度一致,曝气量为0.06m3／h,电流密度在25mA/cm2时,电化学氧化60min,TNT与CODCr可分别去除80%和60%以上。苯胺类物质随TNT降解而逐渐增大,可生化性得到较大改善。采用三维电极反应器预处理DNT实际废水,在最佳参数条件下,即电流密度为30mA/cm2,废水初始pH为5时废水电化学氧化240min, CODCr由3058mg／L降至1170mg/L, DNT由538.01mg／L降低至71.19mg／L,色度由12500倍降低至834倍,去除率分别达61.74%、86.77%及93.33%。BOD5/CODCr由最初的0.08变为0.37,可生化性得到较大提高。经过生化实验初步验证,预处理后废水进水DNT浓度为47mg／L,水力停留时间为96h时,DNT完全去除,CODCr去除率达45.3%。由此可见预处理后的废水可以进行生化处理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 硝基苯类（TNT、DNT）废水的来源及特点
• 1.2 硝基苯类（TNT、DNT）废水处理技术
• 1.2.1 吸附法
• 1.2.2 萃取法
• 1.2.3 焚烧法
• 1.2.4 化学氧化法
• 1.2.5 生物法
• 1.3 电化学法在处理废水中的应用
• 1.3.1 电化学氧化
• 1.3.2 电化学还原
• 1.3.3 电渗析
• 1.3.4 电气浮
• 1.3.5 电凝聚
• 1.3.6 电吸附
• 1.4 三维电极法在处理废水中的应用
• 1.4.1 三维电极法的特点
• 1.4.2 三维电极法的分类
• 1.4.3 三维电极法在废水中的应用
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 2 三维电极反应器的制作及电极的制备和表征
• 2.1 引言
• 2.1.1 阳极材料的选择
• 2.1.2 粒子电极的选择
• 2.1.3 负载型催化剂的研究
• 2.1.4 本章目的
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验仪器及装置
• 2.2.2 实验药品及材料
• 2.2.3 主要分析仪器和方法
• 2.3 电极的制备
• 2.3.1 阳极的制备
• 2.3.2 粒子电极的制备
• 2.4 粒子电极表面负载Ag及Sn-Sb-Ag表征
• 2.4.1 电镜扫描分析
• 2.4.2 EDS分析
• 2.4.3 XRD分析
• 2.5 电化学性能测试
• 2.6 电催化性能测试
• 2.7 本章小结
• 3 三维电极反应器处理TNT模拟废水的研究
• 3.1 实验
• 3.1.1 废水水质
• 3.1.2 实验仪器及装置
• 3.1.3 实验药品及材料
• 3.1.4 实验方法
• 3.1.5 分析方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 电化学氧化时间对处理效果的影响
• 3.2.2 陶瓷粒子不同配比对处理效果的影响
• 3.2.3 粒子电极投加量对处理效果的影响
• 3.2.4 曝气量对处理效果的影响
• 3.2.5 电流密度对处理效果的影响
• 3.3 TNT模拟废水降解分析
• 3.4 本章小结
• 4 三维电极反应器处理DNT废水的研究
• 4.1 实验
• 4.1.1 废水来源及水质情况
• 4.1.2 实验仪器及装置
• 4.1.3 实验药品及材料
• 4.1.4 实验方法
• 4.1.5 分析方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 电化学氧化时间对废水处理效果的影响
• 4.2.2 电流密度对处理效果的影响
• 4.2.3 初始pH对处理效果的影响
• 4.2.4 废水可生化性分析
• 4.2.5 废水可生化性研究
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录