【摘 要】
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含酚废水是环境的主要污染物,控制和治理酚类污染已成为一个全球性的难题.电催化氧化作为一种绿色高效的高级氧化方法,已成为一项具有广泛应用前景的工业废水处理技术.然而,电催化氧化在高压电场作用下,存在能耗高、电流效率低等问题,严重阻碍了其大规模工业化应用.本课题组在前期工作中提出了一种用于污水处理的电催化膜反应器(ECMR)设计思路,并在含油废水处理中的应用进行了研究(Angew.Chem.Int.E
【机 构】
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中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地,材料科学与工程学院,天津工业大学,天津300387
【出 处】
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第七届京津地区研究生膜技术论坛暨北京膜学会换届大会
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含酚废水是环境的主要污染物,控制和治理酚类污染已成为一个全球性的难题.电催化氧化作为一种绿色高效的高级氧化方法,已成为一项具有广泛应用前景的工业废水处理技术.然而,电催化氧化在高压电场作用下,存在能耗高、电流效率低等问题,严重阻碍了其大规模工业化应用.本课题组在前期工作中提出了一种用于污水处理的电催化膜反应器(ECMR)设计思路,并在含油废水处理中的应用进行了研究(Angew.Chem.Int.Ed.,50(2011)2148-2150).本工作运用苯酚废水作为处理料液,以苯酚及COD 去除率作为指标对ECMR 的性能进行考察,并将ECMR 与传统间歇式反应器的能耗进行对比.与传统间歇式反应器对比,膜技术的应用使得ECMR 具有更大的催化剂作用面积和更高的传质效率.在对苯酚废水的处理中,表现出比间歇式反应器更加优异的处理效率.在最优的条件下(工作电压2.0V,极间距30mm,料液PH 值为6.0)处理2.0mmol/L 苯酚溶液(150ml)2h,其苯酚去除率即可达99.4％,而且反应速率常数为间歇式反应器的62.5 倍(反应速率常数分别为2.2115h-1 和0.0354h-1).在实验中,我们还发现ECMR 具有低能耗特性.在工作电压2.0V,时空速率6.6min-1 时电催化处理10.0 mmol/L 苯酚废水,能耗只有0.408 kWh/kgCOD,远远低于传统电催化处理苯酚废水能耗(26.21–77.55 kWh/kg COD).ECMR 设计思路耦合了电催化和和膜分离技术的特点,具有反应-分离一体化特征和高效率、低能耗特点,在水处理领域具有广阔的发展前景.
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