活性炭三維電極法處理水中污染物的研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，水資源污染、短缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物處理技術(shù)均有一定的局限性，因此電化學(xué)水處理技術(shù)以其處理方便、有效的特點(diǎn)得到廣大研究者的關(guān)注。二維電化學(xué)處理技術(shù)較三維電化學(xué)技術(shù)處理效果差，效率低。本研究主要是采用三維電化學(xué)處理技術(shù)，以不銹鋼和石墨棒作電極，活性炭粒子作三維電極，用靜態(tài)電解槽探索三維電化學(xué)反應(yīng)最佳參數(shù)，采用動(dòng)態(tài)三維活性炭柱處理甲基橙、分散大紅和三氯乙酸的模擬水樣，并探索其反應(yīng)機(jī)理。
　　本

2、研究主要通過(guò)測(cè)定甲基橙和分散大紅的濃度，用氣相色譜測(cè)定三氯乙酸的濃度，并且測(cè)定各反應(yīng)參數(shù)條件下的COD值，判斷反應(yīng)器的處理效果以及確定電化學(xué)反應(yīng)的最佳反應(yīng)參數(shù)。通過(guò)電解水楊酸溶液間接測(cè)定溶液的·OH的含量，并且用TOC儀測(cè)定其DOC值，采用液相色譜凝膠柱法測(cè)定各處理?xiàng)l件下的表觀(guān)分子量，以及測(cè)定其三維熒光光譜來(lái)研究其反應(yīng)機(jī)理。
　　采用靜態(tài)裝置處理甲基橙模擬水樣，在不同活性炭、電壓、極板間距以及pH條件，根據(jù)甲基橙的去除率和COD去

3、除率可以得出最佳的反應(yīng)參數(shù)：加活性炭作為粒子電極的處理效果比二維電極的處理效果好，其中煤質(zhì)活性炭的處理效果最好；電壓為15V時(shí)的處理效果最好，電壓較小時(shí)電場(chǎng)作用小，產(chǎn)生的·OH的量也較小，當(dāng)電壓大于15V時(shí)，產(chǎn)生的副反應(yīng)使溶液溫度升高；極板間距為10mm時(shí)的處理效果最佳，當(dāng)間距過(guò)小時(shí)，溶液的傳質(zhì)流動(dòng)過(guò)慢阻礙反應(yīng)速度，大于10mm時(shí)，極板間電場(chǎng)作用減小，電解反應(yīng)減慢；pH值越小時(shí)，水樣的處理效果越好。
　　三維活性炭柱動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究并

4、作穿透曲線(xiàn)，結(jié)果表明，活性炭柱對(duì)甲基橙、分散大紅、三氯乙酸的處理效果很好，40h內(nèi)可以達(dá)到100％的處理效果，而且加電條件的處理效果優(yōu)于不加電條件，突破時(shí)間、飽和時(shí)間均延后，吸附飽和后仍存在50％左右的去除率，并且在加電15V時(shí)的處理效果最好。
　　根據(jù)水楊酸捕捉法測(cè)定了·OH的含量，在電壓為15V時(shí)的吸光值最高，此時(shí)產(chǎn)生的·OH的含量最多。甲基橙的表觀(guān)分子量為600-700之間，處理后的水樣并未發(fā)現(xiàn)小分子量其他有機(jī)物質(zhì)。結(jié)果可以

5、確定甲基橙的三維熒光光譜的光譜峰，根據(jù)峰的強(qiáng)度可以看出甲基橙的處理效果，動(dòng)態(tài)態(tài)活性炭柱處理效果很好，最初甲基橙去除率達(dá)到95％以上，且還去除了自來(lái)水中的其他雜質(zhì)，處理后未發(fā)現(xiàn)新的雜質(zhì)峰，只有在電壓為20V條件下看到一些類(lèi)腐殖酸雜質(zhì)，處理電壓不應(yīng)過(guò)大，可能生成副產(chǎn)物。本研究表明三維電化學(xué)處理有機(jī)污染物質(zhì)在合適的電壓、活性炭、pH條件下，可以達(dá)到很較的效果，因此認(rèn)為三維電化學(xué)是一種有效、便于控制的水處理技術(shù)，但是其具體反應(yīng)機(jī)理和安全性能尚需