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催化铁内电解法是一种全新的污水处理技术,它通过采用单质铜作为阴极和单质铁组成原电池,增强了单质铁的还原能力,提高了电化学反应的效率,从而使难降解的有机物更易还原为可生物降解的物质。本论文针对催化铁内电解法中,金属催化电极价格昂贵,难以在废水处理中大规模应用的问题,将内电解镀原理与传统化学镀工艺相结合,在钢件表面镀铜并对其理化性能进行表征。为解决以往铜回收和硫酸铜制备中产生二次污染的问题,对传统工艺进行改进,回收废液中的铜,进而制备出硫酸铜晶体。通过对活性艳兰K-3R的降解,考察了Fe-镀Cu电极的催化活性,并与Fe-Cu电极的处理效果作了对比;通过研究不同厚度的Fe-镀Cu内电解法批次试验的处理效果,考察了镀铜层在运行过程中的稳定问题;研究活性艳兰K-3R催化降解动力学,并对实际废水进行了催化降解。首先,采用改进后的镀覆工艺制备镀铜电极,当CuSO4为15g/L,EDTA为40g/L,a-a’联吡啶为25mg/L,pH值为10,温度为30℃,时间为0.5h时,可得到均匀、光亮、致密的镀层,镀层与基体结合力为26N。改进后的铜回收试验、硫酸铜制备试验,均取得了较高的回收率、制备率,铜回收率达到97.5%,制备率达97%,改进后的工艺不产生任何有害气体,操作简便,因不引进其他杂质离子,进而也不会影响产品质量,取得了较好的环境、经济和社会效益。通过对镀层的沉积速率、厚度及其结合力、耐腐蚀性、表面形貌进行表征,考察了不同工艺条件下镀层的性能。结果表明,当络合剂浓度为40g/L,pH值为11,温度在35℃时,沉积速率最大;镀层厚度随着施镀时间的增加而增加,前1.5h增加幅度较大,1.5h以后增加量逐渐减小,2.5h时为37.4μm;随着施镀时间的增加,镀层结合力也逐渐增大,在1.5h时达最大42.6N,此后,镀层结合力呈下降趋势,到2.5h时仅为19.3N;镀层的耐腐蚀速率随着施镀时间的增加逐渐减小,0.5h镀层的年腐蚀率最大,可达169μm/y,1.5h镀层的年腐蚀率居中,而2.5h镀层的年腐蚀率最小,其最大年腐蚀率只有42μm/y。采用1.5h的镀铜电极做催化电极降解活性艳兰K-3R,当Fe-Cu比为3:1,pH值为6.0,反应时间为60min,反应温度为25℃,活性艳兰K-3R初始浓度为700mg/L时,色度去除率可达99.79%,COD去除率为64.81%,与Fe-Cu电极的处理效果非常接近。不同厚度的Fe-镀Cu电极对活性艳兰K-3R批次试验的处理效果表明,前3天的脱色率相近,第3天脱色率达到峰值,之后整体呈下降趋势,1h、1.5h的铜层与反应前变化不大,仅有少量铜层从基底上剥落,2h、2.5h的铜层剥落较严重。较低浓度下,Fe-镀Cu体系对活性艳兰K-3R的降解均属于一级反应,随着溶液初始浓度的增加,表观反应速率常数逐渐降低。在自然pH条件下,当Fe:Cu:沸石=3:1:1,曝气量为0.6L/min时,Fe-镀Cu催化还原体系对造纸废水的降解效果最好,COD和色度去除率可分别达到60%以上,90%以上,说明Fe-镀Cu催化还原法可有效地降解实际废水。