电-Fenton法和电类-Fenton法去除水中难降解有机物研究-市政工程专业论文.docx

Classified Index: TU991 U.D.C: 628.1 Dissertation for the Master Degree of Engineering REMOVAL OF REFRACTORY ORGANIC COMPOUNDS BY ELECTRO-FENTON AND ELECTRO-FENTON-LIKE METHODS Candidate: Zhang Jiafa Supervisor: Associate Prof. Li Ji Associate Supervisor: Senior Engineer Jiang Chengchun Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Municipal Engneering Affiliation: Shenzhen Graduate School Date of Defence: June, 2006 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 - - I - 摘 要 随着工业发展，废水中难降解有机化合物与日俱增，危害环境安全和人 类健康。为了实现对该类有机物的有效分解，基于产生羟基自由基的高级氧 化技术(AOPs)应运而生。由于具有较高的去除难降解有机物能力，AOPs 中 的电-Fenton (EF) 法和电类-Fenton (EFL) 法近年来受到较大关注。 电化学原位产生H2O2 是EF和EFL法的关键步骤，本文通过实验考察该 反应的主要影响因素，优化参数组合，以期提高H2O2 的产率和产量。试验 还选择两种染料 (普施安红Red MX-5B和分散蓝 2BLN) 为目标有机污染 物，考察EF法和EFL法对其去除效能。本文主要研究内容如下： (1) 通过正交试验，确定出的最优参数组合为：阴极区溶液初始pH值＝ 2.00，电流密度 (CD) = 10.2 A/m2，通氧流量 (Q) = 0.4 L/min，支持电解质 浓度 (C) ＝ 0.1 mol/L，极间距 (d) ＝ 6cm。 (2) 采用二次回归分析法和BP神经元网络法可以预测一定参数条件下产 生的H2O2浓度，算术平均误差分别为 31.73％和 24.17％。 (3) 考察 EF 法和 EFL 法对活性染料 (Red MX-5B) 和分散染料 (2BLN) 的去除效能，试验结果显示，对于活性染料和分散染料，EF 法和 EFL 法可 分别通过氧化 (电解氧化 4h，脱色率大于 90％，矿化率约 50％) 和混凝 (脱 色率和矿化率皆大于 90％) 功能将其有效去除。 (4) 为降低运行能耗，验证采用空气代替氧气的可行性，结果显示，适 当延长时间或加大曝气量，采用空气代替氧气也能对活性染料进行有效的脱 色。 (5) 由于在不同 pH 值范围内，EF 和 EFL 法可以依次发挥氧化 (pH5.0) 和混凝 (pH3.5) 的功能，因此，该类技术可以用来处理含有活性染料和分 散染料的混合染料溶液；先在 pH 为 2.5 的条件下电解氧化 4h，停止电解， 调节 pH 值至 4.0，进行混凝，经过这个处理流程，混合染料的脱色率和矿 化率分别为近 100％和 86.79％。 关键词 电-Fenton 法；电类-Fenton 法；过氧化氢；染料；高级氧化 - - II - 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 Abstract Abstract - - PAGE VII - Abstract With the development of industry， refractory organic compounds in wastewater are increasing, and threatening the environment and human health. To remove these pollutants, the advanced oxidation processes (AOPs) emerge. Electro-Fenton (EF) and electro-Fenton-like (EFL) are powerful AOPs and have been focl in recent years. Since H2 O2 generation is crucial in EF and EFL methods, influencing factors of electrochemically in-situ H2 O2 generation wer