【摘要】：目前我國正面臨著越來越多的環(huán)境安全問題,工業(yè)生產中產生的大量廢物已經對我們的環(huán)境和人體安全造成了嚴重的威脅。印染廢水作為一種典型的工業(yè)廢水,具有產生量大,化學穩(wěn)定性高并且難以降解的特點,嚴重威脅自然環(huán)境和人體安全。因此,高效處理印染廢水對于污水治理來說具有重要意義。本文以羅丹明B為主要目標污染物,采用三維電解法對模擬印染廢水進行降解,研究內容主要如下:研究了三組電極對和三種電解質對羅丹明B的降解效果。研究表明,在使用催化(Ti/Ru-Ir-SnO_2)-鈦電極對和以氯化鈉作為電解質的條件下羅丹明B去除率最好。通過對極板的SEM-EDS表征和電化學性能測試可知,催化極板的催化和耐腐蝕性能最佳。因此,確定以催化極板為陽極,鈦極板為陰極,氯化鈉為電解質構建三維電解反應器。制備GAC-Mn、GAC-Mn/Sn、GAC-Mn/Sb型粒子和γ-Al_2O_3-Mn、γ-Al_2O_3-Mn/Sn、γ-Al2O3-Mn/Sb型粒子,并對其進行SEM-EDS和XRD表征。通過比較不同粒子條件下羅丹明B的降解效果判斷GAC-Mn/Sn型粒子為最佳粒子電極,應用響應曲面法確定在該粒子條件下的三維電解法降解羅丹明B的最佳實驗條件為初始濃度300 mg/L,外加電壓8.73 V、粒子投加量6.49 g、電解質濃度為0.74 g/L。此條件下羅丹明B的去除率為96.45%,處理能耗為48 kW·h,折算處理成本為33.6元/kg。對GAC-Mn/Sn進行多次試驗,驗證了該粒子電極的重復使用性和穩(wěn)定性。研究了三維電解法對甲基橙(MO)、亞甲基藍(MB)和甲基紫(MV)三種不同結構染料物質的降解效果。結果表明,三維電解法對三種染料均有較好的降解效果。通過電解實驗確定最佳電解時間30 min,靜態(tài)生化實驗確定最佳生化處理時間12 h來設計動態(tài)三維電解聯(lián)合好氧生化處理裝置,聯(lián)合處理后羅丹明B的去除率和COD降解率分別達到98.2%和99.1%。通過UV-vis和UPLC-MS對處理前后的水樣進行分析,探討了羅丹明B的降解機理,處理后的羅丹明B產物主要是鄰苯二甲酸和苯甲酸等物質。三維電解法去除羅丹明B的反應過程符合一級反應動力學模型。
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X791
【圖文】：

3）分別以羅丹明 B 模擬廢水的初始濃度、外加電壓、最佳粒子投加量濃度為變量考查三維電解體系對降解效果的影響，并應用響應面法優(yōu)中ehnken 算法優(yōu)化各個因素，得到最佳的反應條件，并進行處理成本和反分析；4）對印染廢水中較為典型的其他物質如亞甲基藍、甲基橙、甲基紫進驗，驗證三維電解反應體系對其他幾種染料處理的適用性。5）將三維電解法與好氧活性污泥法聯(lián)合處理羅丹明 B 廢水。設計并建解-好氧活性污泥動態(tài)實驗，考查對羅丹明 B 濃度和 COD 的去除效果。6）通過紫外-分光全波段掃描（Ultraviolet–visible spectroscopy，UV- 和 超 高 效 液 相 色 譜 - 質 譜 聯(lián) 用 儀 （ Ultra performance liqatography-mass spectrometer，UPLC-MS）對羅丹明 B 的降解機理和過程。技術路線研究技術路線如下所示。

圖 2-1 電解裝置圖Fig. 2-1 Electrolytic device diagram1.電源；2.陽極板；3.陰極板；4.氣泡；5.導電粒子；6.孔板；7.流量計；8.空氣泵實驗內容與方法 三組電解體系對羅丹明B的降解效果本章設計了三組不同的電解體系對目標污染物羅丹明 B 模擬廢水進行對比。三組電解體系分別為催化陽極：鈦陰極（催化-鈦）、不銹鋼陽極（不銹鋼-鈦）、鈦陽極：鈦陰極（鈦-鈦）。在 60 min 電解時間內，鐘取 2 mL 電解溶液置于比色管中稀釋 25 倍，用紫外分光光度計在 5下測定其吸光度，以此計算羅丹明 B 去除率來確定對處理效果最佳的。 陽極板電化學性能分析

圖 2-2 電化學分析原理圖Fig. 2-2 Electrochemical test device schematic1 電極測試前預處理了實驗數(shù)據的準確性，需要對輔助電極和工作電極進行預處理。片電極：將鉑片電極置于酒精燈外焰上進行灼燒，去除其表面附著的餾水沖洗干凈。銹鋼電極、鈦電極：用砂紙進行輕微打磨，去除其表面的氧化物后干凈即可�；枠O：為避免破壞極板表面的金屬氧化物涂層，只需用蒸餾水進行潔凈。2 循環(huán)伏安曲線測試用循環(huán)伏安法（Cyclic Voltammetry，簡稱 CV）可以根據伏安曲線形狀來分析電化學反應的氧化還原機理以及反應的可逆性[57]。環(huán)伏安曲線上出現(xiàn)波峰，則表明在此位置上的電流增大，對有機物
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本文編號：2840204