饱和粉末活性炭电化学再生研究

采用电化学再生法对吸附处理染料废水产生的饱和粉末活性炭(PAC)进行再生,以NaCl为电解质,考察了电源类型、pH、再生时间、电压和NaCl浓度对活性炭再生率的影响,并对活性炭表面酸性含氧官能团进行测定。结果表明:(1)在pH=1、直流电压为6V、NaCl为6g/L、再生90min的最佳条件下,采用单室反应器,饱和PAC再生率达到59.09%。(2)电极循环伏安曲线结果表明,饱和PAC电极表面发生氧化反应,与主电极直接和间接氧化共同作用,使活性炭表面吸附的污染物降解。活性炭表面酸性含氧官能团滴定和红外光谱测试结果进一步表明,电化学再生法使活性炭表面基团得到恢复。

基于铜渣的类Fenton体系处理H酸废水的研究

采用铜渣与双氧水构成类Fenton体系处理H酸废水,考察了铜渣投加量、双氧水投加量、铜渣粒径和初始pH等因素对处理效果的影响。结果表明,在n(H2O2)∶m(COD)=55 mmol/g、n(H2O2)∶m(铜渣)=10 mmol/g和初始pH=3的条件下,反应180 min,COD及TOC去除率分别为70%和40%,比其他矿物类Fenton体系对H酸废水的处理效果有明显改善。铜渣在酸性条件下是H2O2氧化有机污染物的有效催化剂,有工业应用可能性。

水热炭化对吸附处理染料废水产生的废活性炭的再生效果

为实现废粉末活性炭的循环利用,采用水热炭化对吸附处理染料废水产生的废粉末活性炭进行再生,考察了水热炭化再生温度、再生时间、初始pH和再生次数等因素对废粉末活性炭再生效果的影响.结果表明:将320℃的水热条件下反应8 h得到的再生粉末活性炭用于吸附处理染料废水,色度去除率在95%左右,废粉末活性炭再生率可超过60%,且酸性条件下更有利于活性炭再生.经过5次吸附再生循环,废粉末活性炭再生率为55.54%,再生率仅下降6.06%.红外光谱分析结果表明,新粉末活性炭、废粉末活性炭和再生粉末活性炭的官能团种类基本一致;表面官能团Boehm滴定测定结果显示,再生粉末活性炭表面碱性基团含量降低、酸性基团含量增加.由于升温改变了废粉末活性炭的吸附平衡,有机物从其表面脱附,部分有机物在再生液中降解;此外,废粉末活性炭表面不易挥发和脱附的有机物在高温高压下炭化所得的产物能进一步吸附有机物,因此导致了废粉末活性炭的再生.研究显示,水热炭化对废粉末活性炭有较好的再生效果,具有实际应用价值.

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

为实现染色残液的高效处理及废水回用,鉴于染色残液良好的导电性,选用电化学处理技术,以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象,在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下,比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF(活性炭纤维毡)、碳纤维电极[CFF(碳纤维布)、CFB(碳纤维刷)]等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明:碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色,活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征,其中CFF为阴极时CODCr去除率达到86. 37%,一级动力学反应常数为0. 010 3 min-1,是石墨毡(0. 007 3 min-1)的1. 4倍.相比于石墨板电极,CFB显示出优异的二电子氧还原和产H2O2能力,单位面积产H2O2的浓度为10. 40μmol/L,是石墨板(1. 08μmol/L)的9. 7倍,产生的H2O2导致活性红X-3B的降解,30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明,碳纤维电极(包括CFF和CFB)的析氧电位明显高于其他电极,可有效抑制析氧副反应,提高有机污染物降解过程中的电催化效率,有利于降低能耗.研究显示,碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液,具有良好的稳定性.

非金属掺杂活性碳纤维电化学处理模拟印染废水

分别采用磷酸、硼酸、尿素掺杂改性活性碳纤维毡(ACF)(记为PACF、BACF和NACF),研究了改性前后ACF电极的表观结构及电化学性能。结果表明,PACF的孔隙率和比表面积增大,O—P等含氧基团增多,出现更多活性位点,电催化活性增强。以PACF为阴极,采用电化学法处理含活性红X-3B的模拟印染废水。在废水pH=3.0、Na_(2)SO_(4)投加量为50 mmol/L、Fe^(2+)投加量为0.60 mmol/L、电流密度为20 mA/cm^(2)的条件下,反应180 min后,废水脱色率达100%,UV_(254)和COD去除率分别为97.13%和99.02%。重复使用5次后,PACF的性能仍好于ACF。