差异结构酚类废水电催化氧化特性及其在油田上的应用

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苯酚及酚类化合物是一类化学性质稳定、应用广泛而难生物降解的物质,酚类工业废水在环境中的大量积累,会造成严重的环境污染。对于含酚有机废水的治理,通常采用物理、化学、生物和电化学的方法,或者将上述方法联合使用。近二十年来,电催化氧化技术越来越受到国内外环境学者的关注,因具有适应胜广‘,氧化性强,无二次污染,反应迅速,设备及其操作简单等优点而日益成为难降解有机废水处理领域的研究热点。本文以苯酚、邻氨基苯酚和邻硝基苯酚等典型难生物降解有机污染物为处理目标,用钦基氧化物阳极研究了这些污染物的电化学氧化降解过程特点以及相关问题。电解实验在250mL无隔膜电解槽中进行,Ti/lrO2-Ta2O5、Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2和高铱电极为阳极,氯化钠和硫酸钠为电解质,分别考察了氯离子浓度、有机物初始浓度、电解时间和电流密度对化学需氧量(COD)的影响。实验结果表明,苯酚最佳初始浓度为100mg/L,苯酚在Ti/lrO2-Ta2O5电极表面,最佳电流密度5OmA/cm2, bNac,=35OOmg/L时COD去除率达到75.52%;在Ti/IrO2-Ta2O5电极表而邻氨基苯酚最佳降解条件为电流密度6OmA/cm2, bNaci=15OOmg/L时COD去除率达到9O.43%; lz’fj Mj基苯f)I (ITi/IrO2-Ta2O5-SnO2电极表面最佳电流密度为4OmA/cm2, bNac=45OOmg/L; COD去除率=74.8%。本文研究了钦基氧化物涂层电极上苯酚、邻氨基苯酚和邻硝基苯酚电化学氧化反应。用紫外一可见光谱(Uv-Vis)研究了不同电极对苯酚类物质电化学氧化及其中间产物的影响,通过高效液相色谱(HPLC)方法检测了苯醒的生成。结果表明,苯酚类物质的电化学氧化和降解是轻基化产物苯醒(对苯二酚、邻苯二酚)进一步氧化的结果。因而苯酚、邻氨基苯酚和邻硝基苯酚具有相似的降解途径。论文进行了电催化氧化与金刚砂过滤组合工艺的应用研究,实验结果表明,电催化氧化法可在油田采出水回用中降解COD,降解效果依赖于废水性质、电解时.旬、电极材料、电流密度等因素。随电解时间的进行COD逐渐降低,随电流密度的增加COD逐渐降低。本研究成果在油田水处理中的尝试,表明电催化氧化法在油田水处理和回用中的应用前景非常广阔。
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