二氧化铅电极电催化降解农药废水的研究

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从农药制造到配制工业,再到农药使用的过程中,农药中的有害化合物正在有意或无意地释放到水环境中。农药废水的存在已经严重威胁到了环境的协调和人类的健康。本论文以电催化氧化法降解烯啶虫胺模拟污染物,然后在理论的基础上,对实际农药废水进行电催化氧化的工艺降解,降低废水的毒性,为后续的生物降解提供可行性。本研究以二氧化铅电极为阳极,研究了外加电流密度、初始烯啶虫胺浓度、Na2SO4浓度和p H值等操作参数对电化学降解烯啶虫胺动力学的影响。结果表明,在不同的操作条件下,烯啶虫胺的电化学氧化反应符合拟一级反应动力学,且具有较高的相关指数。在0.15 mol L-1Na2SO4溶液中,电流密度为70 m A cm-2,初始烯啶虫胺浓度为75 mg L-1,p H值为7的降解条件下,烯啶虫胺的去除率为95.44%,COD的去除率为79.22%。此外,在二氧化铅电极降解烯啶虫胺的结果中,也考察了TOC去除能力和矿化电流效率(MCE),随着电催化的进行,MCE逐渐降低,降解时间120 min时,TOC去除率达到75.29%。最终,采用HPLC和HPLC/MS方法发现了烯啶虫胺氧化过程中的降解副产物,并成功鉴定了多达14个副产物。在此基础上,提出了一种典型的烯啶虫胺降解途径,它由两条平行的亚途径组成。综上所述,以二氧化铅电极为阳极的电化学高级氧化工艺,在高效净化农药烯啶虫胺水溶液中具有广阔的应用前景。采用电催化氧化法对实际农药废水进行降解。研究了电流密度、p H值、电极间隙等电催化氧化工艺参数对化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明,在电流密度为4 A dm-2、p H值为4、极板间距为1.0 cm的降解参数下,电解120 min后COD从7519 mg L-1下降到980 mg L-1,COD去除率达到了86.96%,并且电催化降解实际农药废水符合拟一级动力学。电催化降解120 min时,实际农药废水的颜色逐渐褪去,矿化度提高,TOC去除率为74.21%,BOD5/COD由0.18提高到0.43,废水的有机负荷降低,可生化性提高,为后续的生物降解提供了可行性。当农药废水COD去除率达到86.96%时,能耗为129 kw h m-3。综合结果表明,电催化氧化工艺可以有效的降解实际农药废水,提高农药废水的可生化性。
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