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1、南开大学 硕士学位论文 电化学氧化处理反渗透浓水的研究 姓名 刘亮 申请学位级别 硕士 专业 环境工程 指导教师 周明华 201105 摘要 摘要 近年来 反渗透工艺在中水回用 海水和苦咸水的脱盐 废水处理 以及 化学 食品 制药等工业中的分离等领域的应用日益普遍 通常反渗透工艺会 有2 5 5 0 的浓水产生 其中污染物的浓度将达原水的4 2 0 倍 这会对环境 造成很大的危害 尤其是其中的有机污染物 因此反渗透浓水的处理逐渐成为 非常严峻的环保问题 现有的处理工艺大多针对反渗透浓水中的盐度 针对有 机物去除的研究很少 且由于反渗透浓水中含盐量较高 采用普通的生物方法 和常规的物化方法难以致
2、效 因此探索高效的处理方法达到浓水中的有机物的 达标排放极其必要和紧迫 本文针对某钢铁厂反渗透浓水 充分利用该废水含盐高 导电性好的特点 探索电化学氧化氧化和三维电极工艺处理的可行性 考察并优化了各工艺参数 并初步进行了机理分析 为其在反渗透浓水处理中的应用提供基础数据 论文取得以下主要结果 1 发展了高盐条件下反渗透浓水C O D 的测定方法 采用硫酸汞掩蔽 减 少消解液浓度和闭管回流分光光度法相结合的方法 较系统地优化了测 定方法 研究表明在硫酸汞与氯离子比例3 0 1 重铬酸钾量为3 9 的条 件下 对高氯低C O D 废水的C O D 0 1 5 0m g L 测定误差小于1 0 2
3、系统比较了B D D 电极和砌2 T a 2 0 s T i I r 0 2 R u 0 2 两种D S A 电极电 化学氧化处理反渗透浓水性能 重点考察了电流密度和初始p n 值等条 件对C O D 去除效果的影响 并对不同电极处理的能耗进行了对比 实 验表明反渗透浓水的处理归功于阳极直接氧化和和C l 的间接电化学氧 化 但三种电极体系中这两种氧化形式起的作用不尽相同 T i I m 2 R u 0 2 电极对R O 浓水的处理效果与B D D 电极接近 且能耗最低 p H 适应范 围较广 显示了较好的工业化应用前景 3 初步探索了改良的三维电极工艺处理反渗透浓水的可行性 研究表明 S n
4、 s b 负载的7 A 1 2 0 3 粒子电极的处理效果最好 并且具有良好的表面形 貌 考察了S n S b 负载的7 A 1 2 0 3 作为粒子电极时电流密度和初始p H 值 对处理效果的影响 并且考察了不同电流密度下的电流效率和粒子电极 摘要 的稳定性 实验表明粒子电极性质较为稳定 处理效果较好 能够和主 电极电化学氧化氧化形成耦合 关键字 高含盐反渗透浓水C O D 测定电化学氧化三维电极 I I A b s t r a c t A b s t r a c t I nr e c e n td e c a d e s r e v e r s eo s m o s i s R o h a
5、 sb e e nw i d e l ye m p l o y e df o rw a t e r r e c l a m a t i o na n dp r e t r e a t m e n ti nd e s a l i n a t i o no fs e aa n db r a c k i s hw a t e r w a s t e w a t e r t r e a t m e n ta n dv a r i o u ss e p a r a t i o n si n c h e m i c a l f o o d p h a r m a c e u t i c a l a n d
6、o t h e r i n d u s t r i e s C o n v e n t i o n a l l y R Ot r e a t m e n tp r o c e s sp r o d u c e sc o n c e n t r a t e d b r i n e e q u i v a l e n tt o2 5 5 0 o ft h ef e e ds t r e a ma n d4 2 0t i m e so ft h ef e e dw a t e ri n c o n c e n t r a t i o n D u et ot h el a r g ee n r i c
7、 h m e n to ft h ep o l l u t a n t sc o n c e n 乜a f i o ni nt h e r e s u l t a n tR Oc o n c e n t r a t e i ti sn e c e s s a r yt ob ed i s p o s e db e f o r ed i s c h a r g e e s p e c i a l l y f o ro r g a n i c sc o n t e n t s I nm a n yc a s e s b i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o
8、 c e s s e sa r eu n s u i t a b l e a n di n e f f i c i e n tb e c a u s eo ft h ep r e s e n c eo fh i g hc o n c e n t r a t i o no fs a l t sb u tl o wc o n t e n t o fo r g a n i cp o l l u t a n t s T h e r e f o r ea na p p r o p r i a t ep h y s i c o c h e m i c a lp r o c e s si su r g e
9、n t l y r e q u i r e df o rt h ee f f e c t i v et r e a t m e n to fR Oc o n c e n t r a t eb e f o r ed i s c h a r g e dt ot h e e n v i r o n m e n t A ne l e c t r o c h e m i c a la p p r o a c hW a se m p l o y e di no u rs t u d yf o rt h et r e a t m e n to fR O c o n c e n t r a t ef r o
10、mal o c a ls t e e lp l a n td u et oi t sw a t e rq u a l i t yo fh i g h s a l i n i t ya n dg o o d c o n d u c t i v i t y E l e c t r o c h e m i c a lo x i d a t i o na n dt h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d e sp r o c e s s e s w e r ea d o p t e da n do p t i m i z e dw i 也p o s s
11、 i b l em e c h a n i s ma n a l y s i s T h em a i nc o n c l u s i o n s w e r ea sf o l l o w s 1 T h em a s k i n go ft h em e r c u r i cs u l f a t e r e d u c t i o no ft h ec o n c e n t r a t i o no fd i g e s t i n g s o l u t i o na n dt h ed o s e dr e f l u xa b s o r p t i o m e t r yw
12、 e r ed e v e l o p e df o rt h eC O D d e t e r m i n a t i o no ft h eR Oc o n c e n t r a t e s Am e a s u r e m e n tr a n g eo f0 15 0m g La n da e r r o rl e s st h a n10 w a so b t a i n e da tt h er a t i oo fm e r c u r i cs u l f a t ea n dC 1 a t3 0 1a n d 3gp o t a s s i u mb i c h r o m
13、 a t ea d d i t i o ni n t ot h ed i g e s t i n gs o l u t i o n 2 T h ep r e s e n tw o r ki n v e s t i g a t e dt h ee l e c t r o c h e m i c a lo x i d a t i o na p p r o a c hf o rt h e t r e a t m e n to fh i g l l s a l i n i t yR Oc o n c e n t r a t eo nb o r o nd o p e dd i a m o n d B D
14、 D a n dt w o t i t a n i u mb a s e dd i m e n s i o n a l l ys t a b l ea n o d e s D S A s T i I r 0 2 T a 2 0 5a n dT i I r 0 2 一R u 0 2 T h ee l e c t r o c h e m i c a la n dm o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i z a t i o nf o rt h r e ee l e c t r o d e s a n d m e i rp e r f o r m a n
15、 c eo nt h eC O Dr e m o v a la n de n e r g yc o n s u m p t i o nw e r ec o m p a r a b l y 1 1 1 A b s t r a c t s t u d i e d a n dt h ee f f e c t so fc u r r e n td e n s i t ya n di n i t i a lp Ho nt h et r e a t m e n tp e r f o r m a n c e w e r ei n v e s t i g a t e d B o t hd i r e c to
16、 x i d a t i o na n di n d i r e c to x i d a t i o nb ya c t i v ec h l o r i n e p l a y e dar o l eo nt h et r e a t m e n to fR Oc o n c e n t r a t e s b u tt h ec o n t r i b u t i o nw a sd i f f e r e n t o nt h r e ea n o d e s Ah i g h e s tC O Dr e m o v a lW a so b s e r v e do nB D De l e c t r o d ea tt h es a m e c u r r e n td e n s i t y a n dal e s s e n e r g yc o n s u m p t i o nw a so b t a i n e d O l lT i I r 0 2 R u 0 2 e l e c t r o d e w h i l eo n l yp a r t i a lC O
