膜/电极一体化系统处理孔雀石绿和罗丹明B废水的研究

摘要

随着工业的迅速发展，染料废水的不断排放，造成的环境污染日趋严重。并且由于染料废水成分较复杂，色度高，难降解等特点，使其处理难度加大，传统的废水处理技术已经难以实现对其达标排放处理。因此，研发一种高效、经济、适用的染料废水处理技术，对于保护水环境具有积极深远的意义。
　　本文利用炭膜特有的导电性，将设置为阳极，与外加电场耦合构建了膜/电极一体化系统处理孔雀石绿和罗丹明B染料废水，考察了电场强度、溶液浓度和pH值等因素对膜/电极一体化系统渗透通量和去除率的影响，并利用扫描电镜(SEM)观察炭膜处理前后膜表面的污染状况。不同处理阶段下渗透液中间产物利用高效液相-质谱联用(HPLC-MS)进行鉴别，以此为基础，推断出孔雀石绿和罗丹明B的路径和机理。实验结果表明，膜/电极一体化系统对孔雀石绿和罗丹明B废水展现出良好的处理效果，与不加电场相比，渗透通量和去除率都获得了明显的提高。其中，孔雀石绿废水在电场强度为0.31 V/cm、溶液浓度100 mg/L、碱性条件下处理效果最好，在电化学降解的作用下，孔雀石绿逐步进行脱甲基反应，生成中间产物，这些中间产物进一步发生开环氧化脱色反应，被降解成小分子有机物，最后被氧化成二氧化碳和水;罗丹明B废水在电场强度为0.31 V/cm、溶液浓度100mg/L、pH=4的条件下处理效果最佳，罗丹明B废水的降解是先进行脱乙基反应，再进行脱色羟基化反应去苯环形成小分子有机物，最后降解为二氧化碳和水;由于炭膜自身电化学降解能力有限，对于高浓度有机废水处理效果并不理想，为此选用FeSO4催化剂增强膜/电极一体化系统处理高浓度罗丹明B染料废水，在电场强度为0.31 V/cm、FeSO4催化剂投加量为0.02 g/L、pH=3的条件下对浓度为250mg/L的罗丹明B废水有很好的去除，这是由于体系中生成大量有强氧化作用的羟基自由基，与膜/电极一体化相结合，增强了电化学降解性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 染料废水研究现状

1．1．1 染料废水的来源及危害

1．1．2 染料废水的特点

1．2 染料废水的研究处理方法

1．2．1 物理方法

1．2．2 化学方法

1．2．3 生物方法

1．3 膜分离技术

1．3．1 膜技术应用现状及发展

1．3．2 膜污染机理及控制方法

1．3．4 电场强化膜分离技术

1．4 选题目的和研究内容

第2章 膜／电极一体化系统处理孔雀石绿废水

2．1 炭膜的制备

2．2 炭膜的基本性能

2．3 膜／电极一体化系统的构建

2．4 实验材料与仪器

2．5 分析测试方法

2．5．1 孔雀石绿紫外可见光光谱图

2．5．2 孔雀石绿浓度与吸光值曲线

2．5．3 降解产物的HPLC-MS分析检测

2．6 实验操作

2．7 实验结果讨论分析

2．7．1 电场强度对处理效果的影响

2．7．2 pH值对处理效果的影响

2．7．3 浓度对处理效果的影响

2．7．4 孔雀石绿降解机理的研究

2．8 本章小结

第3章 膜／电极一体化系统处理罗丹明B废水

3．1 实验试剂及仪器

3．2 分析方法

3．2．1 罗丹明B紫外可见光光谱图

3．2．2 罗丹明B浓度与吸光值曲线

3．3 实验结果讨论分析

3．3．1 电场强度对处理效果的影响

3．3．2 pH值对处理效果的影响

3．3．3 浓度对处理效果的影响

3．3．4 罗丹明B降解机理的研究

3．4 本章小结

第4章 FeSO4催化剂增强膜／电极一体化系统

4．1 实验试剂及仪器

4．2 分析方法

4．3 实验结果讨论分析

4．3．1 电场强度对处理效果的影响

4．3．2 浓度对处理效果的影响

4．3．3 pH值对处理效果的影响

4．3．4 FeSO4投加量对处理效果的影响

4．3．5 FeSO4催化剂处理罗丹明B的降解机理

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

作者简介