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制药废水具有可生化性差、体量大和有机物浓度高等特点,传统的水处理技术不能有效地将其中的难降解有机物去除。近年来,非均相电芬顿技术由于具有氧化能力强、无选择性氧化和处理效率高等特点,受到了广泛关注。本论文以非均相电芬顿技术为基础,首先以罗丹明B(RhB)溶液为模拟废水,从阴极、阳极和非均相催化剂三个角度展开研究。最后利用自制的非均相电芬顿体系降解真实的制药废水,并利用响应面法对实验条件进行优化。旨在提升非均相电芬顿体系的处理效率,帮助企业实现"零排放"的目标。具体摘要如下:为了制备电芬顿体系的阴极,比较了三种阴极材料:石墨毡(GF)、石墨片(graphite sheet)和热解石墨片(pyrolytic graphite sheet)的电化学性能和降解性能,确定石墨毡为最优的阴极材料。分别用烧结法和电沉积法对石墨毡进行修饰,通过降解RhB模拟废水和进行电化学测试实验,本论文认为聚四氟乙烯-碳黑烧结法(PTFE-CB)制备的阴极具有最优良的降解性能和电催化性能。然后利用SEM、BET和接触角等方式对PTFE-CB的表面特性进行了表征,对PTFE-CB的连续运行稳定性进行了考察。最后,通过GC-MS分析RhB模拟废水降解的中间产物提出了一条分解路线图。为了提升阳极的性能,并降低其成本。制备了钛基二氧化铅阳极(PbO2-Ti)和钛基锡锑氧化物阳极(SnO2/Sb-Ti),并对非均相电化学体系的工艺条件进行了研究。通过线性扫描伏安曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、塔菲尔曲线(Tafel)和交流阻抗图谱(EIS)对几种阳极(PbO2-Ti、SnO2/Sb-Ti、Pt和Ti)的分析可知PbO2-Ti具有最高的导电性和电催化活性。通过表面形貌分析测试发现PbO2-Ti具有较平整的表面。接着利用PbO2-Ti对电解质类型、电流密度进行了研究,最后通过加速寿命实验证明PbO2-Ti具有良好的稳定性(实际寿命约4000h)。为了制备合适的非均相电芬顿催化剂,首先选用Fe-C、零价铁、海绵铁、黄铁矿、钒钛磁铁矿和磁铁矿作为非均相电芬顿催化剂来降解20 mg/L的RhB溶液,发现Fe-C、零价铁和海绵铁三种催化剂具有比较好的催化效果。随后利用XRD、EDX和SEM对三种催化剂的物相、表面元素和形貌进行了研究,结果表明三种催化剂的主要成分为Fe,并含有少量其他元素。分析三种催化剂对RhB溶液降解过程中的铁浸出量,可得海绵铁具有最好的稳定性。为了进一步提升海绵铁的稳定性,在其表面修饰了PTFE。这种方式可对铁起到缓释的作用,同时也提高了 RhB处理效率。最后对工艺条件进行了优化,并证明了修饰后的海绵铁具有较高的稳定性。为了验证自制的非均相电芬顿体系对真实制药废水的处理效果,采用自制的非均相电芬顿体系对华北制药公司的制药废水进行处理。首先应用正交试验和响应面分析法对催化剂量、电流密度、pH和降解时间进行了优化,并提出了 COD的去除率与各项参数之间的二次多项式回归模型。各因素对COD去除率的影响由大到小的顺序为时间>电流密度>催化剂量>pH。在电流密度50A/m2,催化剂量0.5g/L,pH为中性的条件下处理100 min,制药废水的COD的去除率可达到80%以上。建立了电芬顿处理制药废水的关于COD去除率的一级反应动力学方程,结果表明制药废水COD的去除率基本符合一级反应动力学特征。通过GC-MS分析处理前后制药废水中有机物含量可知,经过非均相电芬顿的降解,大部分有机物可被去除。