Ti-PbO2-Sn電極制備及在含酚廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、含酚廢水具有濃度高、種類多、治理難度大、危害大和難控制等特點，故被列為各國水污染控制重點解決的有毒有害污染物。近年來，高級氧化技術(shù)作為一種有毒有害污染物的處理技術(shù)引起了國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。其中，電化學(xué)氧化可通過電極之間電子的轉(zhuǎn)移完成氧化還原反應(yīng)，從而實現(xiàn)污染物降解處理。該技術(shù)具有不需要外加試劑、高選擇性、副反應(yīng)少和無二次污染等優(yōu)點，因此將電化學(xué)氧化技術(shù)應(yīng)用于含酚廢水極具發(fā)展前景。然而，電化學(xué)氧化技術(shù)在應(yīng)用中存在易發(fā)生析氫、析氧等副反應(yīng)

2、，從而導(dǎo)致電流效率的降低。此外，電極表面容易形成吸附層和氧化膜，導(dǎo)致電極的污損，影響處理效果和減少電極的使用壽命。為了解決電化學(xué)氧化法處理工業(yè)含酚廢水中的實際問題，本研究擬從開發(fā)新型電極材料及其制備方法著手，先后考察其在模擬廢水、工業(yè)實際廢水和組合工藝（回收樹脂和電化學(xué)氧化其廢水）中的處理效果，并基于前期研究設(shè)計合理的組合工藝，對華奇化工有限公司的生產(chǎn)廢水進行試驗研究。本論文的研究內(nèi)容和結(jié)果主要有以下幾個方面:
　　(1)采用陰極

3、沉積和陽極氧化的工藝成功地制備了鈦基涂層Ti/PbO2電極和摻錫鈦基涂層Ti/PbO2-Sn電極。通過對改性電極的結(jié)構(gòu)表征可知，鈦基涂層電極和摻錫涂層電極均具有較高的析氧電位;通過對其應(yīng)用性能表征可知，溶液的pH值對改性電極的析氧電位影響較大且酸性條件下析氧電位優(yōu)于堿性條件;改性電極的穩(wěn)定性較好，工業(yè)條件下使用壽命可達(dá)333d。
　　(2)以苯酚作為探針反應(yīng)，考察鈦基涂層Ti/PbO2電極和摻錫鈦基涂層Ti/PbO2-Sn電極的處

4、理效率。研究表明，兩種電極對苯酚廢水的電催化氧化性能均優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制備的Ti/PbO2電極，其中摻錫鈦基涂層Ti/PbO2-Sn電極對苯酚的降解效果最好。采用隔膜電解池反應(yīng)器，在最佳試驗條件下考察苯酚的降解過程。結(jié)果表明，改性電極除對苯酚外，還對其中間產(chǎn)物苯醌有較好的催化氧化效果。
　　(3)考察高濃度特辛基酚醛樹脂的二次縮合反應(yīng)，探究縮合最佳參數(shù)，驗證特辛基酚醛樹脂廢水回收樹脂的可行性，開發(fā)利用加熱酸性縮合方法回收高品質(zhì)樹脂和電

5、化學(xué)氧化其廢水的組合工藝。研究結(jié)果表明，利用該組合工藝可使廢水中苯酚和甲醛的去除率分別達(dá)到96％和76％。
　　(4)以華奇化工企業(yè)工業(yè)廢水作為探針反應(yīng)，考察電流密度、電解時間、溶液pH和電解質(zhì)濃度等參數(shù)對實際企業(yè)廢水的處理效果，并獲得最佳工況參數(shù)。
　　(5)采用縮合+電化學(xué)催化氧化+混凝沉淀的組合工藝對華奇化工有限公司的生產(chǎn)廢水進行工程應(yīng)用。結(jié)果表明，該組合工藝每年可回收樹脂290195kg（價值580.39萬元）且出水