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【新闻】卫生院一体化污水处理设备龙岩

发布时间:2020-10-19 02:46:24 阅读: 来源:曲奇厂家

卫生院一体化污水处理设备

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初始浓度对美托洛尔降解效率的影响  如图 5c所示,在3~50 mg·L-1的初始浓度范围内,美托洛尔电化学降解效率在40 min内达到了89.3%~98.6%,说明Ti/Ti4O7电极对美托洛尔的降解具有很高活性.在初始浓度小于10 mg·L-1时,美托洛尔降解效率变化较小.当初始浓度大于10 mg·L-1时,四环素降解效率随初始浓度的增大而明显减小.  当美托洛尔初始度为3 mg·L-1时,根据一级反应动力学拟合的可决系数R2=0.97,说明此时美托洛尔电化学氧化反应受传质控制.随着初始浓度的增加,美托洛尔的氧化反应逐渐脱离传质控制.这是因为,在一定电流密度下,极板表面水分子氧化产生的·OH浓度是一定的.扩散到极板表面的美托洛尔分子数量随美托洛尔初始浓度的增加而增加.当扩散到极板表面的美托洛尔分子数量大于氧化这些美托洛尔分子所需·OH的数量时,美托洛尔的电化学氧化反应将不再受传质控制.Panizza等也研究发现,在低有机物浓度和高电流密度条件下,有机物的电化学阳极氧化反应受传质控制;在高有机物浓度或低电流密度条件下,有机物的电化学阳极氧化反应受电流控制(Panizza and Cerisola, 2009).  3.3 Ti/Ti4O7电极电化学降解美托洛尔的TOC去除率与毒性变化

当美托洛尔初始浓度为10 mg·L-1时,在电流密度为15 mA·cm-2、极板间距为10 mm的zui适宜电化学条件下,Ti/Ti4O7阳极电化学降解美托洛尔的TOC去除率随反应时间的变化如图 6a所示.Ti/Ti4O7阳极电化学降解美托洛尔的TOC去除率随反应时间而增大,在反应40 min后达到了56.5%.Romero等用紫外结合H2O2和光催化结合芬顿降解水中美托洛尔,TOC去除率在反应300 min后分别达到了30%和40%左右(Romero et al., 2015).可见Ti/Ti4O7阳极对水中美托洛尔的矿化效果较好.然而,继续延长电化学反应的时间,TOC去除率几乎不再发生变化.这也说明反应中美托洛尔并没有完全转变为二氧化碳、水等无机物,而是有一部分转变成其他形式的含碳有机物存在.  图 6b显示了在zui适宜电化学条件下,Ti/Ti4O7阳极电化学降解美托洛尔时,溶液生物毒性随反应时间的变化.美托洛尔溶液的发光细菌抑制率在前10 min逐渐升高(从63.0%增加到67.4%),之后随着反应时间逐渐下降,在反应40 min后降为17.9%.可见,在Ti/Ti4O7阳极电化学降解美托洛尔的过程中,可能生成了一些有毒性或者毒性更强的反应产物.分别在30 mmol·L-1 Na2SO4溶液、5 mg·L-1美托洛尔与30 mmol·L-1 Na2SO4混合溶液中对Ti/Ti4O7阳极进行CV测试,扫描电压为-1.5~2.5 V,扫描速率为50 mV·s-1,灵敏度为0.1 A·V-1,测试结果如图 4b所示.相对于30 mmol·L-1 Na2SO4溶液,在5 mg·L-1美托洛尔与30 mmol·L-1 Na2SO4混合溶液中对Ti/Ti4O7阳极进行CV测试时,在0.25 V处观察到一个明显的电流峰,这与LSV的测试结果一致.这进一步说明用Ti/Ti4O7阳极电化学氧化美托洛尔过程中,美托洛尔在阳极表面发生氧化.  3.2 Ti/Ti4O7电极电化学降解美托洛尔的反应动力学研究  在使用Ti/Ti4O7电极进行电化学氧化降解美托洛尔的实验中,测定不同电流密度(5~25 mA·cm-2)、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L-1)等参数条件下,反应过程中美托洛尔浓度的变化,分析反应过程中电化学氧化法对美托洛尔溶液的去除率,并对实验结果进行半对数线性回归拟合分析,通过实验结果分析,可以得出结果均遵循一级反应动力学,其中R2均大于0.95,同时得出在不同反应条件下电化学氧化处理美托洛尔过程中反应速率常数k,半衰期(t1/2)和R2的变化.结果如表 3所示.  如图 5a所示,随着电流密度的增大,美托洛尔的电化学降解效率增大.当电流密度从5 mA·cm-2逐渐增加到25 mA·cm-2时,反应速率常数k从3.2×10-2 min-1增加到了8.5×10-2 min-1,这说明电流密度较高时,美托洛尔降解速率较快.当电流密度增大到15 mA·cm-2以上时,美托洛尔降解效率的增大变得不明显.Lin等在用Ti/SnO2-Sb/Ce-PbO2电极电化学降解磺胺甲恶唑时也发现了类似规律(Lin et al., 2013).这种现象可能是由于随着电流密度的增大,Ti/Ti4O7电极电化学降解美托洛尔的反应逐渐处于传质控制.此时,反应符合一级反应动力学规律,电流密度继续增大将不能再使电化学氧化反应速率明显增大.当电流密度小于15 mA·cm-2时,水中美托洛尔的电化学氧化反应可能处于半传质控制.此时,电化学氧化速率与电流密度有关,美托洛尔的降解速率随电流密度的增大而增大.

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