三維電極耦合鐵碳微電解處理高濃度難降解有機廢水.pdf

1、三維電極-鐵碳微電解耦合法是一種新型潔凈的高級電化學氧化法。
　　本課題通過三維電極-鐵碳微電解耦合法對一種實際高濃度難降解廢水進行實驗研究。
　　論文通過單因素實驗，從電極板材料、填料電極材料、反應時間、極板間距、外電壓、初始pH等影響因素分析對處理效果的影響，得出本三維電極-鐵碳微電解耦合法實驗裝置各影響因素的優化條件范圍；通過正交實驗，進一步對單因素實驗得出的優化條件進行深層次的細化組合研究，通過對比對COD、NH3-

2、N、B/C以及其中難降解有機物2,3-二氯吡啶（特征污染物）的處理效果，得出最佳實驗條件：陽極不銹鋼板、陰極石墨板、填料使用鐵碳燒結小球填料、反應時間2.5h、極板間距D=6cm、外加電壓10V、初始pH=5；通過對比單獨電解、單獨微電解以及三維電極耦合鐵碳微電解反應處理效果，三維電極耦合鐵碳微電解對于COD的處理效果比電解增加了20％，比微電解增加了將近2倍，對于NH3-N的處理效果也要明顯優于其它兩者，證明了耦合方法的優越性；通過對

3、比反應器在相同反應條件下對不同濃度范圍廢水的處理效果，探究方法對水處理對象高濃度難降解廢水的適用性：原水濃度越高去除效果越好，隨著原水濃度降低去除率也隨之降低。COD>10000時去除率在80％以上；通過對填料消耗產生底泥的回收再反應判斷填料消耗再利用的價值：雖然不及裝填鐵碳燒結填料小球時的處理效果，但相比于一般常用處理方法的效果而言仍較好，具有一定的利用回收價值。
　　本三維電極-鐵碳微電解耦合方法裝置的電流效率：電流密度J=1

4、96.36A/m2,法拉第電流效率η％=232.93％，時空產率=5.25kgCOD/h·m3；動力學分析擬合COD濃度與時間關系，并不完全屬于動力學零級或一級反應，而是與反應時間呈三項式關系，相關系數R2為0.99797；污染物COD和NH3-N的氧化機理推測；鐵碳燒結填料小球反應前后的形貌結構SEM觀察對比，一段時間反復使用后填料內部的空間結構仍然比較緊密，沒有出現明顯的松散，整體孔隙率仍然高；以及對反應前后填料進行XDS元素能譜分

5、析，經過一段反應時間后的鐵碳填料比未使用前增加了Ca、Al、Cu三種新的金屬元素；反應過程中對羥基自由基·OH進行了測定，·OH濃度隨反應時間逐漸增大，大約在90min后達到平衡；以及金屬銅離子和金屬鐵離子的催化作用分析和反應中絮凝沉淀過程的作用分析，完整闡明了整個三維電極-鐵碳微電解耦合方法的反應過程和反應機理。
　　實驗結果表明，三維電極-鐵碳微電解耦合方法對于高濃度難降解有機廢水具有良好的處理效果，對于COD>10000的難