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基本信息

項(xiàng)目名稱：
稀土Gd-鐵碳微電解法處理苯酚廢水實(shí)驗(yàn)研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目以苯酚模擬廢水為研究對(duì)象，采用稀土Gd-鐵碳微電解技術(shù)處理含苯酚廢水。綜合運(yùn)用了正交實(shí)驗(yàn)法和單因素實(shí)驗(yàn)法考察了影響苯酚廢水處理效果有關(guān)因素的主次順序、最佳實(shí)驗(yàn)組合、稀土Gd最佳實(shí)驗(yàn)用量，以及稀土Gd-鐵碳微電解技術(shù)對(duì)高濃度苯酚廢水的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面稀土Gd可以利用于有機(jī)污水處理中，并能得到較好的處理效果。
詳細(xì)介紹：
本項(xiàng)目以苯酚模擬廢水為研究對(duì)象，采用稀土Gd-鐵碳微電解技術(shù)處理含苯酚廢水。綜合運(yùn)用了正交實(shí)驗(yàn)法和單因素實(shí)驗(yàn)法考察了影響苯酚廢水處理效果有關(guān)因素的主次順序、最佳實(shí)驗(yàn)組合、稀土Gd最佳實(shí)驗(yàn)用量，以及稀土Gd-鐵碳微電解技術(shù)對(duì)高濃度苯酚廢水的處理效果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響苯酚廢水處理效果有關(guān)因素的主次順序?yàn)椋悍磻?yīng)時(shí)間>鐵水比>鐵碳質(zhì)量比>釓鐵質(zhì)量比>PH。在本實(shí)驗(yàn)最佳條件下：反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)，每隔10min曝氣3min，鐵與苯酚廢水的比例為1：6g/mL，鐵碳質(zhì)量比為1：1，釓鐵質(zhì)量比為0.01：1，PH=6，苯酚廢水CODCr的最高去除率可達(dá)到97.09%。也證實(shí)了稀土Gd具有較好的催化性能，可使?jié)舛葹?500mg/L苯酚的CODCr的去除率由86.03%提高到97.09%。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)高濃度的苯酚廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：稀土Gd-鐵炭微電解法對(duì)高濃度苯酚廢水具有更高的去除率，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，濃度為5000mg/L苯酚廢水CODCr的去除率可達(dá)99.40%。 本項(xiàng)目將稀土（Gd）鐵碳微電解法應(yīng)用于含苯酚廢水的處理中，為有毒有害有機(jī)污染物苯酚廢水的處理尋求了一種新途徑、新方法，同時(shí)，通過(guò)稀土（Gd）的引入，較大提高了苯酚廢水的去除率，實(shí)現(xiàn)了減排、環(huán)保，為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作做出了貢獻(xiàn)。

作品圖片

  • 稀土Gd-鐵碳微電解法處理苯酚廢水實(shí)驗(yàn)研究
  • 稀土Gd-鐵碳微電解法處理苯酚廢水實(shí)驗(yàn)研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本項(xiàng)目以苯酚模擬廢水為研究對(duì)象，創(chuàng)新采用稀土Gd與鐵碳微電解技術(shù)結(jié)合進(jìn)行處理。旨在為含酚廢水工業(yè)化處理提供一定的理論依據(jù)和一種新方法； 通過(guò)有關(guān)資料的收集、整理、加工，考察影響苯酚降解效果的主要因素，確定實(shí)驗(yàn)方案； 通過(guò)對(duì)有關(guān)影響因素的影響效果進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)及單因素實(shí)驗(yàn)以優(yōu)化、確定，分析總結(jié)該方法的降解效果及應(yīng)用前景。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

鐵碳微電解技術(shù)是以廢鐵屑和活性炭為原料的處理工藝,具有以廢治廢、處理效果好、成本低廉及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因此成為近年來(lái)處理高濃度有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)，但國(guó)內(nèi)外有關(guān)于采用該技術(shù)處理苯酚廢水的研究很少。 稀土由于其特殊的4f電子結(jié)構(gòu)具有多方面的催化、助催化作用，被廣泛應(yīng)用于多相催化中，但將稀土與微電解技術(shù)聯(lián)合使用，用于苯酚廢水處理的研究在國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)報(bào)道。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本項(xiàng)目將稀土（Gd），鐵碳微電解法應(yīng)用于含苯酚廢水的處理中，為有毒有害有機(jī)污染物苯酚廢水的處理尋求了一種新的處理方法，同時(shí)，通過(guò)稀土（Gd）的引入，較大提高了苯酚廢水的去除率，實(shí)現(xiàn)了減排、環(huán)保，為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作做出貢獻(xiàn)。

學(xué)術(shù)論文摘要

本論文以苯酚模擬廢水為研究對(duì)象，采用稀土Gd-鐵碳微電解技術(shù)處理含苯酚廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響因素的主次順序依次為：反應(yīng)時(shí)間>鐵水比>鐵碳質(zhì)量比>釓鐵質(zhì)量比>PH。在本實(shí)驗(yàn)最佳條件下：反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)，每隔10min曝氣3min，鐵與苯酚廢水的比例為1：6g/mL，鐵碳質(zhì)量比為1：1，釓鐵質(zhì)量比為0.01：1，PH=6，苯酚廢水的最高去除率為97.09%。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，又對(duì)高濃度的苯酚進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到了更高的去除率，達(dá)99.40%。

獲獎(jiǎng)情況

2010年12月，獲華北科技學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新二等獎(jiǎng)

鑒定結(jié)果

在本實(shí)驗(yàn)最佳條件下采用稀土Gd-鐵攤位點(diǎn)擊法處理苯酚廢水的最高去除率為97.09%。 同時(shí)，對(duì)高濃度的苯酚進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到了更高的去除率，達(dá)99.40%。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

本課題利用稀土特殊的催化、助催化作用，將稀土與鐵碳微電解技術(shù)聯(lián)合使用處理有毒有害的苯酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究，在國(guó)內(nèi)外還很少有報(bào)道。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題研究水平概述如下： 1、酚類化合物的處理現(xiàn)狀 酚類化合物因其來(lái)源廣、毒性高、難降解性而被列入環(huán)境污染物“黑名單”，國(guó)內(nèi)外研究者越來(lái)越重視含酚廢水的治理。研究者多采用高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)。目前公認(rèn)處理效果突出的AOPs有臭氧氧化法、Fenton試劑法、光催化氧化法、超臨界水氧化法和電化學(xué)法等。但是，臭氧氧化的臭氧發(fā)生設(shè)備耗電量非常高，且電能利用率很低，使其處理成本較高。Fenton試劑法雖可去除目標(biāo)污染物，但在常溫常壓下對(duì)TOC的去除僅為30%左右。光催化法難以有效抑制光生電子與空穴的復(fù)合，光催化效率很低。超臨界水氧化法對(duì)反應(yīng)器的材料要求極高，目前還未找到理想的能長(zhǎng)期耐腐蝕、耐高溫、耐高壓的反應(yīng)器材料。電化學(xué)法能耗高、電極工作不穩(wěn)定、壽命短，電極材料成本高。 2、鐵碳微電解技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 鐵碳微電解技術(shù)是依據(jù)金屬的腐蝕電化學(xué)原理，利用形成的微電池效應(yīng)使廢水得以凈化的廢水處理工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵碳法、鐵屑過(guò)濾法等。該工藝以廢鐵屑和活性碳為原料,具有處理效果好、成本低廉及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)以廢治廢的環(huán)保效果,因此成為近年來(lái)處理高濃度有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)，在化工廢水的治理中有較多研究報(bào)道，有的已投入實(shí)際運(yùn)行。 苯酚是酚類化合物的代表，是優(yōu)先被列入環(huán)境污染物“黑名單”的有機(jī)污染物，而在國(guó)內(nèi)外采用微電解技術(shù)處理苯酚廢水的研究卻很少有報(bào)道。 3、稀土的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀 稀土以其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用被稱為21世紀(jì)的戰(zhàn)略元素，其中17種中的十六種被美國(guó)、日本列入高科技元素。廣泛應(yīng)用于電、磁、光、鋼鐵冶金、石油化工、醫(yī)療保健等各個(gè)方面，其地位可與中東石油相比擬，具有重要的戰(zhàn)略意義。 目前稀土在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于脫硫、脫硝、汽車尾氣凈化和光催化等領(lǐng)域，稀土在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)性研究和初級(jí)開(kāi)發(fā)階段。而國(guó)內(nèi)外對(duì)稀土在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用研究基本處于同一水平，都局限于三個(gè)領(lǐng)域：利用稀土金屬制備稀土復(fù)合型吸附劑、混凝劑和催化劑等水處理材料，較大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用還有待稀土科學(xué)研究的不斷深入和發(fā)展。但將稀土與微電解技術(shù)聯(lián)合使用，用于苯酚廢水處理的研究在國(guó)內(nèi)外很少有報(bào)道。
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