论文部分内容阅读
本文以塑料填料为基体进行表面改性制备新型的塑料粒子电极,将该粒子电极投入到三维电解反应器以研究其处理模拟苯酚废水的性能和机理,并探讨处理实际含酚废水的可能。采用单因素实验和正交实验分析优化塑料粒子电极的制备条件,采用SEM-EDS和XRD对塑料粒子电极进行表征,比较了二维电解反应器和塑料粒子电极三维电解反应器降解苯酚的效果。结果表明:制备塑料粒子电极的最佳条件为0.05g的氧化石墨烯投加量,3∶1的水与聚四氟乙烯体积比,3 h的氧化时间。Sn-Sb的氧化物被成功负载在塑料粒子电极的表面。塑料粒子电极三维电解反应器对苯酚的去除率为99.25%,比二维电解反应器高了60.88%,证明塑料粒子电极对苯酚具有良好的降解效果。通过控制变量法探究了不同实验因素对塑料粒子电极三维电解反应器处理模拟苯酚废水的影响;比较了塑料粒子电极、Sn-Sb/GAC和Sn-Sb/γ-Al2O3对苯酚的降解效果和重复使用效率。在以NaCl为电解质,电解电压15 V,电解质NaCl浓度1.0 g/L,粒子电极投加量25.00 g/L、初始pH值4的条件下塑料粒子电极对苯酚的去除率最高,为99.25%,并且降解过程基本符合一级反应动力学模型。三种粒子电极中塑料粒子电极具有明显的优越性,苯酚的去除效率最高,为99.25%;电流效率最高,为26.45%;能耗最低,为226.19 kW·h/kg COD;重复使用七次后苯酚的去除率保持在90%以上。初步探讨了氯离子体系下三维电解法降解苯酚的机理和途径,发现该三维电解法主要是通过产生·OH、HClO等强氧化性物质降解苯酚。为了验证塑料粒子电极处理实际含酚废水的效果,采用塑料粒子电极三维电解反应器处理焦化废水并优化了运行条件。结果表明:在电解电压14.561 V,粒子电极投加量24.189 g/L,反应时间2.518 h的条件下焦化废水的COD去除率为81.49%,能耗为85.63 kW·h/kg COD。而且其反应过程符合一级反应动力学模型。