多针-板鼓泡脉冲放电等离子体耦合Fenton反应再生活性炭研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:pocohao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
活性炭吸附法能有效处理难降解有机废水,但其只是将污染物从液相转移至固相,并没有达到彻底去除污染物的目的,若将未处理的活性炭直接丢弃,会导致二次污染和资源浪费,因此再生活性炭具有重要意义。本文针对介质阻挡放电等离子体再生活性炭存在活性物质传质效率低、水中放电等离子体高压电极易腐蚀及H2O2等活性物质氧化能力不足的问题,提出多针-板鼓泡脉冲放电(Multi-pin Plate Bubble Pulse Discharge,MPPBPD)等离子体耦合Fenton反应再生吸附苯酚活性炭的方法,以实现低温等离子体稳定、高效地再生活性炭。具体研究内容及结果如下:(1)构建MPPBPD再生体系,考察了不同实验参数对MPPBPD等离子体理化特性的影响规律。表明低压电极的结构对理化特性无显著影响。单次脉冲注入反应器的能量随电极间距的减小、溶液电导率和载气量的增加而增加,随炭水比的增加呈现先增加后降低趋势。电压和电导率的增加、p H的减小有利于活性粒子H2O2、O3的生成。(2)研究了活性炭位于MPPBPD体系中高低压电极之间的再生性能,分析了该放置方式对活性炭表面形貌的影响。表明,随电压的增加、电极间距的减小、再生时间的延长以及炭水比的减小,再生率增加能量效率降低。随载气量的增加、活性炭与高压电极之间距离的减小,再生率和能量效率均增加。在电压12 k V、电极间距20 mm、电导率750μS/cm、p H=6、载气量6 L/min、炭水比1:10、活性炭距离高压电极0 mm、再生30 min的条件下,再生效果最好,再生率和能量效率分别为126%和15.2 kg/k Wh,苯酚降解率为86%,粉末率为4%,质量损失率为4%,且再生得到的粉末炭凹凸不平。(3)研究了活性炭位于MPPBPD体系中低压电极之上的再生性能,分析了该放置方式对活性炭表面形貌的影响。研究结果表明,在电压14 k V、电极间距10 mm、再生液电导率750μS/cm、p H=6、载气量6 L/min、炭水比1:10、再生30 min的条件下,活性炭的再生效果最好,再生率和能量效率分别为88%和7.5 kg/k Wh,苯酚降解率为88%,粉末率为0%,再生炭质量几乎不损失,且表面平整、结构完整。(4)利用活性炭位于MPPBPD的低压电极之上再生系统,构建了MPPBPD+Fenton耦合再生体系,探究了该体系的再生性能,对比了MPPBPD再生体系与耦合再生体系的活性炭再生效果、苯酚污染物降解效果。研究结果表明,再生率随Fe2+浓度以及p H的增加呈现先增加后降低的趋势。随着载气量的增加、再生时间的延长、炭水比的减小,再生率呈增加的趋势。在电压14 k V、电极间距10 mm、Fe2+浓度260 mg/L、电导率1500μS/cm、p H=3、载气量6 L/min、再生时间30 min、炭水比1:10的条件下,再生效果最好,再生率为98%,苯酚降解率为97%。与同一条件下MPPBPD体系相比,耦合体系再生率提高12%、苯酚降解率提高11%。分析了耦合再生体系对活性炭上苯酚的降解机理,结果显示,苯酚污染物在·OH、H2O2及O3的氧化作用下被降解,活性炭恢复吸附性能。(5)分析对比了MPPBPD再生体系与耦合体系对活性炭性质的影响。结果表明,经MPPBPD再生体系与耦合体系再生后,活性炭表面的小颗粒附着物明显减少,再生前后的吸附等温线均属于I型,再生炭的孔结构参数均得到一定的恢复并且表面碱性基团和内酯基含量降低,酚羟基、羧基以及酸性基团含量增加。相比于MPPBPD再生体系再生炭,耦合体系再生炭表面的酸性基团含量更高且活性炭表面Fe3+含量增加。
其他文献
渗透潜堤是一种布置在水中的构筑物,相比于非渗透潜堤,渗透潜堤有良好的渗透性,不仅能使波浪提前破碎,由于多孔介质本身的阻尼作用,可以更加有效地减少入射波的能量,可以减少海浪对岸滩的侵蚀。然而,世界上很大一部分已建的潜堤未能有效保护岸滩,而是造成了意想不到的侵蚀。本文内容主要分为两部分,第一个部分展开了渗透与非渗透潜堤的对照实验,第二个部分利用开源程序Open FOAM对渗透潜堤上额波浪运动进行了研究
学位
马蹄波在自然界中随机出现,最常见的马蹄波包括L2型马蹄波和L1型马蹄波。L2型马蹄波图案具有纵向周期性,横向上相对位置不变,其中L2型马蹄波对应于最常观测到的图案。L1型马蹄波波峰倾斜,但在纵向上是平行的。对于大波陡的Stokes波,第II类不稳定性主导第I类不稳定性,马蹄波是由Stokes波的第II类不稳定性触发的。为了全面对马蹄波开展研究,本文以马蹄波的数值模拟工作为核心开展了马蹄波的研究,利
学位
石化废水在处理过程中逸散出大量的挥发性有机物(VOCs),不仅对职工和周边居民健康产生威胁,而且VOCs是臭氧和二次有机气溶胶的前体物质,会恶化大气质量。大连是我国七大石化基地之一,在石化废水处理过程中产生的VOCs不容小觑。本研究对大连市重点石化企业废水处理过程VOCs的逸散特性进行研究。首先通过比较大连市不同石化废水厂在不同时间段逸散VOCs的情况,研究典型石化废水厂VOCs逸散特点。结果发现
学位
抗生素因其在人类中的大量使用以及在环境中的持久性而被视为新污染物。不同环境基质存在的抗生素残留已对环境造成了严重影响。卡那霉素作为一种氨基糖苷类抗生素会对人体多个器官都造成损伤,尤其是对肾脏;而作为一种典型的大环内酯类抗生素四环素的滥用会对肝脏造成损伤,还会影响儿童骨骼的发育。因此,开展卡那霉素和四环素检测对于人体健康和环境保护具有重要意义。现有的检测手段主要包括液相色谱法、质谱法、毛细管法、免疫
学位
在能源需求上涨、自然资源紧缺的今天,废轮胎的高效资源化利用不但可以解决相应的环境问题,还能带来可观的经济效益。废轮胎热解油产物中含有大量高价值物质,将该类物质分离出来可以大幅提高热解油的整体价值。本文以废轮胎热解轻质油为原料,通过常减压精馏的方式将其分为多段馏分,对各馏段的成分进行了系统的分析,研究了甲苯、乙苯、二甲苯、对伞花烃和柠檬烯等高价值物质的分布情况;并首次提出通过液液萃取的方法对热解油中
学位
次重力波自从被观察到以来已经被证明对多种近岸过程有重要影响,典型的过程如沉积物的输运方向、过高的波浪爬升、沙丘侵蚀和过度冲刷,包括近年来备受关注的港湾共振,因此,了解次重力波在近岸的特征以及对其进行准确预测具有重要的学术和工程意义。本文基于斯里兰卡南部海域近岸现场实测数据以及XBeach-Surfbeat(XB-SB,以下)数值模型,对近岸次重力波的特征进行了研究,并对现有近岸次重力波的经验估计公
学位
多层竖直开槽板是一种新型环保型消波结构,主要应用于港口、游艇码头,该消波结构由具有一定间距的多层竖直开槽板组成,与传统防波堤等消波结构相比具备很多突出优点:由于结构进行了开槽处理,允许水体在结构物两侧进行自由交换,保护了生态环境;结构形式简单,便于施工安装;占地面积小,可有效提升港口码头内部空间,工程造价低。目前对于此结构形式的研究较少,开展规则波作用下多层竖直开槽板消波效果及水动力特性研究与分析
学位
低温等离子体耦合催化降解含氯挥发性有机化合物(CVOCs)技术具有高反应活性和高反应选择性的优点,能够显著提高能量效率、抑制二次污染,显示出潜在的工业应用前景。开发高效、抗氯中毒的催化剂是这一技术推广应用的关键。氧化锰八面体分子筛(OMS-2)作为新型催化剂在废气治理领域得到广泛应用,通过掺杂过渡金属活性组分及助催化剂可以对其理化性质进行调控,从而制备出高效、抗氯中毒的催化剂。本论文以典型CVOC
学位
抗生素因其对致病菌有很高的灭杀作用,在人类生活中广泛使用。抗生素废水的排放会影响水生生物的生长,诱导产生危害性更大、更难以处理的耐药菌,对人体健康的影响已经引起广泛的关注。发展先进的抗生素废水处理技术具有重要的研究价值和现实意义。尽管膜技术具有分离效率高、环境友好、可持续等优势,但仍然存在膜污染、去除率和通量不足等关键问题。针对这些问题,本文设计制备了具有三层结构的新型二氧化钛纳米线催化陶瓷膜,在
学位
2,4-二氯苯酚是工业废水中常见的难降解有机污染物,对生化处理单元的稳定运行构成较大影响。异化铁还原是以能进行胞外呼吸的微生物(电活性菌)为媒介氧化有机物的过程,可与多种微生物之间构建互养代谢,强化有机物的厌氧分解。但目前基于异化铁还原原理强化水中二氯苯酚的研究较少。本文以负载磁铁矿的改性生物炭为电子穿梭体,强化二氯苯酚厌氧分解的胞外呼吸,提高二氯苯酚废水的去除效果。主要内容包括:材料制备与表征,
学位