填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究

采用活性炭(AC)填充型电化学反应器模拟甲基橙废水进行实验研究,分析不同阳极类型对甲基橙废水色度和化学需氧量(COD)去除效率的影响.实验结果显示,PbO2/Ti阳极较RuO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti阳极对甲基橙废水具有更好的脱色及COD降解效率,经150min电催化氧化,色度及COD去除率分别可达98.14%和54.22%.在此基础上,采用单因素实验方法,研究甲基橙初始浓度、电解质质量浓度及电流密度对甲基橙废水电催化氧化效率的影响,并计算不同电流密度下体系的电流效率(ACE)及能耗(Esp).结果表明,在甲基橙初始浓度200mg/L,电解质质量浓度3%,电流密度30A/m2时,色度及COD去除率最高达98.89%和55.28%,ACE最高为65.86%,能耗最低为COD:11.19kWh/kg.

填充床电化学反应器催化氧化法降解苯酚工艺条件的优化

采用填充床电化学反应器,以Na2SO4为支持电解质,分别以IrO2-Ta2O5/Ti和PbO2/Ti为阳极,以Ti板为阴极催化氧化降解苯酚。考察了电流密度和进水流量对废水COD去除率、平均电流效率(ACE)和电耗(Esp)的影响。实验结果表明:PbO2/Ti阳极电催化氧化苯酚的效率高于IrO2-Ta2O5/Ti阳极,且PbO2/Ti阳极有更高的ACE和更低的Esp;在以PbO2/Ti为阳极、电流密度为100 A/m2、进水流量为0.8 L/h的条件下,COD去除率最高为90.59%,ACE较高,Esp较低。

填充床电催化氧化工艺处理甲基橙废水实验研究

以甲基橙模拟废水为降解对象,研究了填充床电化学反应器对偶氮燃料废水的电催化降解特性;结果表明初始浓度450mg/L,电解质含量为2%的甲基橙废水在30A/m2电流密度下经180min降解出水甲基橙浓度为2.93mg/L,去除率达99.3%,UV分析表明降解过程以键裂解为主,无其他大分子组分生成,其浓度变化符合一级动力学降解模型;在此基础上,采用单因素变量实验方法研究了初始甲基橙浓度、电流密度、电解质含量及进水流速对甲基橙电催化过程中动力学常数k的影响,得到各因素控制下动力学常数的数学表达式。依据一级动力学模型给出填充床电化学反应器处理甲基橙废水的浓度预测方程,以其通过电化学反应操作条件的优化实现甲基橙废水的彻底降解或对出水甲基橙浓度的准确预测。

电催化降解含酚废水动力学及影响因素研究

采用填充床电化学反应器,以IrO2-Ta2O5/Ti为阳极,纯钛板为阴极,在室温条件下处理苯酚模拟废水。文章基于阶段反应理论,研究了填充床电化学系统降解苯酚废水的动力学模型,探讨了进水流速、电流密度、初始酚浓度等因素对模拟废水中苯酚和COD去除率的影响规律;在此基础上,对不同电流密度下的系统能耗进行分析。结果表明:当系统处于扩散控制阶段时,苯酚降解遵循一级反应动力学模型,在反应控制阶段属于零级反应;当起始苯酚浓度为600 mg/L(Na2SO43%),反应时间60 min,进水流速1.1 L/h,电流密度20 mA/cm2时,苯酚去除率可达99.92%,COD去除率为85.21%;随着电流密度增大,能耗提高。

TiO_2-AC电催化氧化含酚废水

采用溶胶凝胶法制备了TiO2负载型活性炭颗粒。使用X-射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对其进行物相组成及微观形貌分析,结果表明,TiO2晶粒主要以锐钛矿及金红石相填充于AC孔径之中,并形成均匀连续的负载膜;以TiO2-AC/AC分别作为填充床电化学反应器的填充物质对苯酚废水进行了电催化氧化对比性研究,引入表征填充床电化学反应器传质特性的传质系数km计算阳极和粒子电极对苯酚废水的氧化选择系数;实验结果表明,在苯酚废水浓度600 mg/L,操作电压为4.0 V,30 A/m2电流密度,流速0.6 L/h反应条件下以TiO2-AC为填充颗粒时填充床电化学反应器体系的传质系数4.032×10-6m/s大于以AC为填料时填充床电化学反应器的传质系数3.281×10-6m/s,电化学反应电荷控制阶段进程延长0.21 h,苯酚废水COD的去除率由73.2%提高至80.4%,体系电流效率亦由40.2%增加至49.5%,能耗降低2.01 kWh/kg COD;TiO2-AC/AC作为填充床电化学反应器填充颗粒对苯酚废水的选择氧化系数分别为0.74和0.80;紫外吸收光谱表明,TiO2-AC/AC作为填料电催化氧化苯酚废水过程中表现出不同的降解路径。