本课题以自制的电化学反应器为实验装置,在无隔膜的电极反应器内投加填充粒子,构成三维电极,对浆粕工业产生的棉浆黑液进行三相三维电极协同催化氧化降解实验。 本文着重考察了三相三维电极反应过程中电解槽电压、电解质浓度、进水浓度、活性炭填充量、进水pH值、停留时间及曝气量等因素对有机物降解效率的影响,并对反应器中活性炭粒子电极的性能对废水的处理效果的影响进行了分析。结果证明:曝气量对反应器运行效果影响最显著,0.3m³/h是最佳的曝气量;槽电压作为电化学反应的驱动力对反应器运行效果的影响次之,20V是较为理想的操作槽电压;在酸性条件下,电解过程中产生的过氧化氢等强氧化剂有利于有机物的氧化降解,棉浆黑液废水酸性条件下的处理效果优于中性和碱性条件,实验中最佳的进水pH值为2;活性炭颗粒作为复极性三维电极对反应器的运行效果具有较显著的影响,填充粒子量的增多,可以增加复极化的活性炭的数量从而提高反应器对废水的处理效果,实验证明125g/L左右为最佳粒子填充量;对不同进水浓度考察发现,本反应器对于较高浓度的有机废水亦具有较高的去除率,且处理效果稳定;随反应器的运行时间的增加,废水的处理效果增加,但同时也增加的处理的成本,认为最佳的运行时间为60～90min;对该工艺的动力学研究中发现,反应为分段的一级反应;本文同时对三种不同性能的活性炭对反应器处理效果的影响进行了分析,结果表明具有较好吸附能力且具有较高机械强度的果壳活性炭颗粒更适用于本反应器。 此外,在上述实验的基础上对该工艺进行了均相催化技术耦合,考察了两种新工艺的操作条件。结果证明:以硫酸亚铁作为单一催化剂时,投加量在1000mg/L,进水pH值为2时,具有最佳的处理效果;多相多元催化电解氧化实验中发现在COD:H₂O₂:FeSO₄为4:4:3时具有最佳的处理效果;多相多元催化电解氧化工艺的化学反应也属于分段的一级反应,反应速率高于三相三维电极法。