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电化学水处理技术是利用外加电场作用,在特定的电化学反应器内,通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程,达到预期的去除废水中污染物或回收有用物质的目的。本文利用自制的钛基氧化物电极,经双阳极技术,分别对电镀铬(Ⅵ)废水、模拟染料废水和制药厂废水进行处理,获得满意的结果。
本论文分为三部分:
(1)采用钛-铁双阳极电絮凝技术,以铬(Ⅵ)去除率为指标,利用单因素试验和正交试验,研究不同阳极材料及组合方式、电流强度、电解时间、废水pH值、电导率、静置时间等因素对废水中铬(Ⅵ)处理效果的影响。实验表明:对浓度为0.2mg/mL的含铬(Ⅵ)模拟废水,当电流强度为0.25A,电解时间为1.5h,电解质NaCl浓度为1.0g/L及废水pH=9时,铬(Ⅵ)的去除率最高,达97.68%。初步探讨了钛.铁双阳极电絮凝法除铬(Ⅵ)机理,得出氧化还原和絮凝并存,是废水中铬(Ⅵ)被有效去除的主要原因,动力学实验结果表明铬(Ⅵ)的去除过程符合零级反应。
(2)通过电沉积技术,制备PbO<,2>/Ti电极,同时掺杂钴金属对其进行改性,利用SEM和XRD分析方法表征了电极的形貌及结构,以模拟染料废水亮绿、结晶紫、甲基橙为目标有机物,利用改性PbO<,2>/Ti电极、Al电极为双阳极,在10min内三种模拟染料废水的脱色率达95%。实验结果表明钴改性PbO<,2>/Ti电极具有更好的电催化性能;动力学实验结果表明,亮绿和甲基橙的降解过程符合一级反应动力学关系,而结晶紫的降解过程符合零级反应动力学关系。
(3)用电沉积法自备了Pr改性SnO<,2>/Ti电极,用SEM和XRD分析方法表征了电极的形貌及结构。以制药厂废水的COD去除率为考察指标,以改性的SnO<,2>/Ti电极、Al电极为双阳极,采用均匀设计方法对电催化氧化废水的条件进行了优化,依据实验结果,建立了COD去除率与电流强度、时间、Pr的掺杂量、面积比(SnO<,2>/Ti:Al)之间的数学模型。在回归分析的基础上,筛选出了电催化氧化的最佳条件,此条件下COD由392mg/L降至20mgg/L,去除率达94.9%。结果表明Pr改性SnO<,2>/Ti电极对处理制药厂废水具有良好的效果。