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1、摘要含酚废水是危害十分严重的工业废水之一已被美国国家环保局列入 129 种优先控制污染物黑名单中在我国水污染控制中也被列为重点解决的有害废水之一它对微生物具有毒性难以用通常的生物技术处理其他如化学法萃取法焚烧法等也由于技术或经济原因难以达到实际应用的水平Fenton 试剂是处理难降解有机废水常用的一种高级氧化技术 电 Fenton 是 Fenton 体系最有前景的方向之一而电 Fenton 法处理有机污染物的效率很大程度上与电极材料有关本研究选用新型电极材料 IrO2/Ta2O5 并合成了以碳系列材料为基材的复合电极 分别将两者应用在新的电 Fenton 体系中处理含 4硝基酚和 4氯酚废水
2、为电化学处理体系中电极的选择提供了新的思路研究成果主要如下1 研究了 IrO2/Ta2O5 电极电 Fenton 降解 4艺条件下 4 硝基酚的去除率达 99硝基酚的工艺条件 在优化的工2研究了石墨PTFE 和活性炭PTFE 复合电极的制备工艺确定了 PTFE为粘合剂 乙醇为溶剂表面活性剂 OP 为分散剂和电极配比等工艺条件以及混料和膏 滚压 干燥 切片的电极制作程序 成功制备了石墨复合电极PTFE 和活性炭PTFE3 以 4氯酚为处理对象 比较研究了石墨PTFE 和活性炭PTFE 复合电极的吸附和电 Fenton 性能 在实验条件下 活性炭PTFE 复合电极的吸附性能优于石墨PTFE 复合电
3、极而后者的电 Fenton 处理效果则明显优于前者关键词 含酚废水IrO2/Ta2O5复合电极电 FentonIIIAbstractWastewater containing phenols is a kind of important wastewater from industry. Asthey constitute treat to human health and produce a public concern, they have been listedamong the 129 priority pollutants by the US EPA. They also have
4、been listed in thepriority pollutants that should be treated in our country. Because of the toxicity of phenolsto microorganism, they are hard to be degradated in traditional biochemical technology.As one method of AOPs (Advanced Oxidation Processes), the application of Fenton is ahotspot in treatme
5、nt of some organic wastewater. Electro-Fenton, developed fromtraditional Fenton, is one of the most prospective methods in wastewater treatment. Thetreatment efficiency of wastewater by Electro-Fenton is depended much on thecharacteristics of the electrode. In this paper, several new electrodes incl
6、uding theIrO2/Ta2O5 electrode and two composite electrodes made of carbon materials were used inElectro-Fenton system. The primary achievements are as following:(1) The IrO2/Ta2O5 electrode was employed in Electro-Fenton to degrade the4-nitrophenol and the parameters of the treatment process were op
7、timized. Under theoptimized conditions more than 99% of 4-nitrophenol could be removed.(2) The preparation process of composite electrodes of Graphite-PTFE and ActivedCarbon-PTFE were studied. Following conditions of preparation were accepted: PTFE asadhesive, ethanol as solvent and OP as disperse a
8、gent. Also the manufacturing procedureswere established at the same time. Finally we made successfully the composite electrodes.(3) Two composite electrodes were employed to treatment the wastewater containing4-chlorophenol. The results showed that the adsorption capability of ActivedCarbon-PTFE was
9、 better than Graphite-PTFE. But the latter showed better performancethan the former in Electro-Fenton.Key Words: Wastewater containing phenolsIrO2/Ta2O5 electrode,IVElectro-FentonComposite electrode独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果近我所知除文中已标明引用的内容外本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和集体
10、均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名 杨志新日期 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密本论文属于不保密请在以上方框内打在_年解密后适用本授权数学位论文作者签名杨志新指导教师签名 陆晓华日期 年 月 日日期 年 月 日II1.1 引言1综述水环境的有机污染是一个全球性的问题其严重程度性质和危
11、害是随着工业的发展不断发展和变化的 本世纪特别是 50 年代以来 化学工业的发展使人工合成的有机物种类和数量与日俱增 1880 年 人们知道的有机物不过 1.2 万种 到 1978年即剧增至 500 万种 目前已知的有机物种类约为 700 多万种并仍以每年数以千计的速率上升1 一方面 这类物种为人类社会带来了很多方便和利益 但另一方面由于生物圈对其甚感陌生很多种这类物质都不能得到有效的降解被称为难降解有机物它们随着工业与生活污水的排放在环境中日益积累又加上其对生物和人类的毒害作用 如致癌 致畸 致突变 已构成了对人类健康的严重威胁 因此难降解性有机物的处理也就成为了环境科学研究的热点之一发展亟
12、待解决的问题之一也是国民经济可持续酚类化合物是难降解有机物的一种它若进入人体会引起蛋白质变性和凝固 水中含酚量大于 10mg/L 鱼类等水生生物不能生存 含酚量大于 100mg/L 的废水若用于灌溉必然会引起农作物的减产或枯死因此它是美国国家环保局列出的 129 中优先控制污染物之一在我国水污染控制中也被列为重点解决的有害废水之一2高级氧化技术 Advanced Oxidation Processes AOPs 是目前环境科学世界范围内研究最为活跃的领域之一 它通过 OH 直接氧化降解污染物3 Fenton 试剂是产生OH 的一种有效方法但是普通 Fenton 法具有有机物矿化程度不同运行时需要消耗大量 H2O2 而使处理成本很高 难以实用化的缺点 电 Fenton 法具有自动产生H2O2Fe2 的机制H2O2 利用率高有机
