發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 12:01

【摘要】：本文針對(duì)目前高濃度氯離子廢水降解效率有待提高的現(xiàn)狀,將電化學(xué)氧化技術(shù)和氯堿工業(yè)陽(yáng)極技術(shù)相結(jié)合,制備了兩種新型的氯離子氧化降解催化電極材料,即活性炭負(fù)載Ru/Ti/AC催化劑和活性炭負(fù)載Ru/Ti/Co/AC催化劑,研究了兩種不同電極催化材料對(duì)模擬高濃度氯離子廢水的氧化降解性能,通過(guò)對(duì)制備工藝參數(shù)以及電化學(xué)降解工藝參數(shù)的優(yōu)化,有效提高了氯離子氧化降解效率,并在此基礎(chǔ)上以電廠脫硫廢水為例進(jìn)行了中試放大實(shí)驗(yàn),并取得較好的中試效果。首先,通過(guò)硝酸浸泡加上超聲波處理得到活化后的活性炭AC,并以此為載體,通過(guò)溶膠凝膠法制備得到AC負(fù)載Ru、Ti氧化物催化氧化電極材料。將此電極作為陽(yáng)極,用于高濃度氯離子廢水的電催化氧化降解,探索了活性炭預(yù)處理?xiàng)l件和Ru/Ti比、模擬廢水酸堿度、電流的密度等對(duì)氯離子廢水氧化降解效果的影響。通過(guò)SEM、EDS、BET對(duì)電極進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn),活化處理后活性炭具有更大的中孔面積,其上負(fù)載的催化材料分散更加均勻;Ru/Ti/AC陽(yáng)極處理模擬廢水相比于AC電極性能大大提高。最佳制備工藝參數(shù)為Ru/Ti比3:7,焙燒溫度400℃,焙燒時(shí)間4h,以pH=7,Cl-濃度12000mg/L的CaCl2溶液為模擬氯離子廢水,電催化氧化降解時(shí)間為120min時(shí),可以獲得83.1%氯離子去除率。由于Ru為貴金屬催化材料,成本昂貴,在Ru/Ti/AC陽(yáng)極材料的基礎(chǔ)上,添加部分Co代替Ru,制備得到Ru/Ti/Co/AC復(fù)合電極,研究了電極性能。通過(guò)SEM、EDS、XRD對(duì)電極粒子進(jìn)行表征。Co成功負(fù)載于催化材料中,隨著Co含量增加,材料顆粒尺寸減小,當(dāng)Ru:Ti:Co摩爾比為2:7:1時(shí),Ru0.2Ti0.7Co0.1-AC氯離子降解效率大于為添加Co的Ru0.3Ti0.7-AC電極,以pH=7,Cl-濃度12000mg/L的CaCl2溶液為模擬氯離子廢水,電催化氧化降解時(shí)間為120min時(shí),達(dá)到了91.25%的氯離子去除率;通過(guò)AST加速壽命實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在各不同釕鈦鈷比催化材料樣品中,Ru0.2Ti0.7Co0.1-AC在保持最高氯離子降解效率的同時(shí),有更好的使用壽命。根據(jù)電廠脫硫廢水處理外排水含有大量氯離子的水質(zhì)特點(diǎn),本文自行設(shè)計(jì)了一套氯離子廢水處理中試裝置。中試試驗(yàn)結(jié)果表明,在使用Ru/Ti/Co氧化物作為陽(yáng)極催化材料對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理,初始脫硫廢水外排水氯離子濃度12818mg/L,電化學(xué)催化降解時(shí)間120min,電流密度400mA/dm2,中試試驗(yàn)出水水質(zhì)氯離子濃度降為978.42mg/L,去除率92.37%,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),催化材料循環(huán)兩個(gè)月更換一次,綜合處理成本約1元/m2,運(yùn)行成本低。通過(guò)中試也發(fā)現(xiàn)了本技術(shù)的缺點(diǎn):用于電化學(xué)處理脫硫廢水的缸式電解槽中的陽(yáng)極室與陰極室之間的離子透過(guò)膜易被阻塞失效,因此在預(yù)處理階段采取更合理的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)方案是該項(xiàng)技術(shù)今后需要主要研究的主要方向。
【圖文】：

但需要進(jìn)一步研究現(xiàn)場(chǎng)條件下對(duì)電滲析膜易結(jié)垢的問(wèn)題。逡逑Ｂｕｍｊｏｏ邋Ｋｉｍ邋等［５９】提出邋了新的（Ｉｏｎ邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ邋離子濃縮極化）逡逑電脫氯技術(shù)，采用多級(jí)操作，能效更高，如圖１－１所示，，其中稀釋和濃縮物流在逡逑膜之間生成，然后在末端通過(guò)分叉通道分開(kāi)，電脫氯處理氯離子濃度高達(dá)逡逑］００，０００ｍｇ／Ｌ的模擬廢水，具有高達(dá)７０％的氯去除率。逡逑ａ邐ｂ邐邐邐－ｒｍ逡逑ＣａＭＳｔｔｔｒａｔｅ逡逑０邋ｍ邋Ｄ邐－邐一逡逑．邐Ｖ邋■■■■■ｆｉｋ－＊＊＊＊＊＂＊＇＊＊＊＊＊＊邋—＇名＂■逡逑Ｃａｔｉｉｏｄｅ邐ｃａｔｈｏｄｅ邐１邋丨丨ｍ逡逑圖１－１離子濃縮電滲析法示意圖逡逑雖然電滲析法有很好的氯離子去除效果，但此技術(shù)目前很少工業(yè)化，還停留逡逑在實(shí)驗(yàn)室階段。就目前的研究來(lái)看，電滲析技術(shù)仍然有它的局限性＿６１】：①為保逡逑證電極有良好的導(dǎo)電性，電吸附技術(shù)所使用的電極都很薄，制成的電極一般在逡逑ｌ－４ｍｍ左右，工業(yè)化操作不方便；②吸附材料制成電極時(shí)，吸附材料被做成一逡逑塊板，總體比表面積不是很大，吸附效果不明顯；③電極材料自身性能嚴(yán)重影響逡逑電吸附技術(shù)效果

制作方法見(jiàn)２．３．２，陰極為惰性電極－純活性炭，投影面積為６ｃｍＸ３ｃｍ，逡逑電源為恒流電源，可調(diào)節(jié)范圍為０Ａ－２Ａ，容器上部裝有圓錐形上蓋通過(guò)導(dǎo)管連接逡逑到裝有５％ＮａＯＨ溶液的容器，收集電解過(guò)程產(chǎn)生氣體。如圖２－１所示逡逑Ｈ錐形上蓋一＾導(dǎo)氣管逡逑—邐邋｜邐—洛液逡逑＾邋怛流電＊邐＾邋二￣＂逡逑裝填催化劑逡逑陽(yáng)極電極、ｉ敘逡逑ｆ邋？邋Ｉ邐＿＿邐Ｌ＿＿逡逑惰性陰極逡逑２氣出水口逡逑圖２－１小試實(shí)驗(yàn)裝置逡逑２．４實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逡逑２．４．１邋ＡＣ預(yù)處理?xiàng)l件分析逡逑將活性炭置于濃度為0．ｌｍｏｌ／Ｌ的ＨＮＣｈ溶液中，采用４０ｋＨｚ，邋１００Ｗ超聲探逡逑１７逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ426;X773

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 化娜麗;路帥;趙東風(fēng);盧磊;張欽輝;;離子交換去除煉廠難降解廢水中氯離子的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);2015年11期

2 李兵兵;楊溟洋;吳乙博;周俊波;;一種家用的電吸附凈水技術(shù)[J];過(guò)濾與分離;2015年03期

3 楊發(fā)祥;;脫硫廢水中有機(jī)污染物的處理[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2015年23期

4 宋波;王安;;工業(yè)廢水中氯離子去除技術(shù)的綜述[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2015年18期

5 鄭貝貝;霍瑩;楊勇;付連超;張瑩;;一株苯酚菌的鑒定及其降解特性研究[J];廣州化工;2015年07期

6 陳慧慧;袁禮銳;李夢(mèng)星;杭蕾;魏無(wú)際;;去除溶液中氯離子的技術(shù)的研究進(jìn)展[J];材料保護(hù);2015年03期

7 張強(qiáng);肖世偉;孫永華;侯志明;劉海俠;;沉淀法去除廢水中氯離子[J];化學(xué)工程師;2015年02期

8 賈晉;欒勝基;吳愛(ài)華;;聚乙烯亞胺對(duì)重金屬離子的吸附和應(yīng)用[J];高分子通報(bào);2014年11期

9 張廣文;孫墨杰;張蒲璇;劉曉萌;;燃煤火力電廠脫硫廢水零排放可行性研究[J];東北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

10 陳誠(chéng);任慶功;徐慶瑞;潘晶晶;左同梅;陳龍;李為民;;板栗殼活性炭對(duì)重金屬離子吸附性能研究[J];離子交換與吸附;2014年01期

本文編號(hào)：2664993