气体扩散电极体系处理垃圾渗滤液的研究

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本课题以石墨、活性炭、PTFE为原料制备气体扩散电极并将其作为阴极用于垃圾渗滤液的处理。研究不同工艺条件下不同因素对垃圾渗滤液降解的影响,寻求较好的工艺及参数。本课题的研究内容及主要结论如下: (1)实验研究了不同条件下气体扩散电极对H2O2产率的影响。当石墨、活性炭、PTFE的质量比为8:1:4时,H2O2产量最大,达到55mg/L以上。电极在70℃温度焙烧下反应效果较好。反应最佳pH值为11,其H2O2的产量可达到60mg/L。综合H2O2产量及其电流效率来看,最佳槽电压选取4V,支持电解质Na2SO4浓度选取0.1 M。电极板性能良好,电流效率最高可达到50%。 (2)以不锈钢为阳极反应的实验。实验表明:极板间为1cm~2cm时,CODcr去除率能达到50%左右,随着极板间距增大,CODcr去除率明显下降。电流密度为40mA/c㎡时,CODcr去除率达到近55%。在pH=4左右,电解100min时,去除效果较好。投加FeSO4·7H2O后,CODcr去除率明显提高。正交实验结果表明:当电流密度为50mA/c㎡,pH为3.5,[CI—]为6000mg/L,FeSO4·7H2O的投加量为0.80g时,CODcr去除率能达到59.36%。正交结果的直观分析表明,对去除率影响最大因素是FeSO4·7H2O的投加量,其次是pH值。经过方差分析后发现FeSO4·7H2O的投加量与CODcr的去除率有明显的相关性,而pH值与之的相关性不大。 (3)以铁板为阳极反应,实验表明:极间距d=3 cm时,处理效果最好,反应100min时,去除率在近56%。在pH=3左右时,去除效果较好,去除率近60%。当[C1—]大于5000mg/L时,CODcr的去除率增加不明显。正交实验结果表明:当电流密度为40mA/c㎡,pH为3,[CI—]为5000mg/L时,去除率能达到64.95%。对正交结果作直观分析时发现,对去除率影响最大的是电流密度,其次是pH值。经过方差分析后发现电流密度和pH值与CODcr的去除率没有明显的相关性。 (4)以铁板为阳极的反应效果明显好于以不锈钢为阳极外加Fe2+的反应效果。从实验结果来看,将电化学氧化作为垃圾渗滤液的预处理有一定的效果,在一定程度上降低了CODcr的值。
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