电化学法处理高浓度有机废水的研究进展
《2024年电化学水处理技术的研究及应用进展》范文
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《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,水资源的污染问题日益严重,传统的水处理方法已经难以满足日益增长的处理需求。
电化学水处理技术作为一种新型的水处理技术,以其独特的优势逐渐受到广泛关注。
本文将详细介绍电化学水处理技术的研究现状、应用进展以及未来发展趋势。
二、电化学水处理技术概述电化学水处理技术是一种利用电化学反应来处理水体的技术。
它主要通过在特定的电场作用下,使水体中的离子发生电解、氧化还原等反应,从而达到去除污染物、消毒杀菌等目的。
电化学水处理技术具有能耗低、处理效率高、环境友好等优点。
三、电化学水处理技术研究进展1. 电解氧化技术:电解氧化技术是电化学水处理技术中的一种重要方法。
通过电解过程,使水体中的有机物在阳极发生氧化反应,达到去除有机物、降低污染的目的。
近年来,研究人员对电解氧化技术的反应机理、影响因素等进行了深入研究,提高了电解效率和处理效果。
2. 电解还原技术:电解还原技术是利用阴极的还原作用去除水体中的重金属离子、硝酸盐等污染物。
研究人员通过优化电极材料、调整电流密度等手段,提高了电解还原技术的处理效果和效率。
3. 电吸附技术:电吸附技术是一种利用电场作用将水体中的离子吸附到电极表面的方法。
近年来,研究人员对电吸附技术的吸附机理、影响因素等进行了深入研究,为电吸附技术的应用提供了理论依据。
四、电化学水处理技术应用进展1. 工业废水处理:电化学水处理技术在工业废水处理中具有广泛应用。
例如,利用电解氧化技术去除有机物、降低COD(化学需氧量);利用电解还原技术去除重金属离子等。
通过电化学水处理技术,可以有效降低工业废水的污染程度,提高废水的可回收利用率。
2. 饮用水处理:电化学水处理技术在饮用水处理中也有重要应用。
例如,利用电吸附技术去除水中的重金属离子、有机物等污染物;利用电解过程产生次氯酸等消毒剂,对水进行消毒杀菌。
通过电化学水处理技术,可以有效保障饮用水的安全性和卫生性。
电催化氧化技术处理高浓度有机废水
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电催化氧化技术处理高浓度有机废水高浓度有机废水主要是指COD和BOD5达到或超过几千甚至几万毫克每升的废水。
该类废水直接排放会对水环境造成严重破坏,可能危害人体健康,引起急慢性中毒和致畸、致癌等远期危害。
该类废水主要来自焦化、制药、造纸、印染、石化以及食品加工等领域。
在淡水资源和能源日益短缺的今天,探索高浓度有机废水处理以及资源化利用技术已成为热门的环保议题之一。
1、行业现状目前,处理高浓度有机废水,大多采用传统的生物处理法。
该类方法本身存在较大问题,以广泛应用的AA/O 法为例,根据实际运行况,存在反应池容积较大、能耗较高、污泥回流量大、脱氮效果有限等缺点。
高浓度有机废水含有大量可溶性无机盐,具有较高的导电性能,适用于电化学法处理。
该方法主要包括电化学氧化还原、电凝聚、电气浮、光电化学氧化以及内电解等。
2、研发新方向电催化技术是在电极表面的氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下促使有机物氧化分解的技术。
近年来,利用电催化技术处理难生化有机废水的方法逐渐引起关注。
电催化性能的变化本质上不是电位、电流等外部条件引起的,而是电极材料本身的影响。
对难降解有机污染物的电化学降解问题,重要的是电极材料的设计与制备。
不同的电极材料,对应着不同的转化结果和转化机制。
在废水的电解处理当中,很大限度地提高电解反应速度,增大单位电解槽的反应量一直是人们所努力的目标。
当反应物浓度低、电极反应速度慢时,就更加迫切需要更为高效的电解槽。
扩大电极表面积是增加电解反应速度,提高电解效率的一种有效的方法。
电解多相催化氧化以多类型金属为阳极,在直流电的作用下,阳极被溶蚀,产生金属离子,再经过一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程,发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。
3、电解多相催化氧化技术优势:(1)反应过程中无需投加任何化学试剂,不产生污泥和二次污染,属于“绿色环保工艺”。
电化学催化降解水中有机污染物的研究进展
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合, 可导致有 机分子的电催化降解。选 用合适的电投材料可以加速电化学反应 速率 , 有助 于有机物 的电化学转化 。本 文讨 论 了提高电催化 降解速率 的方法 , 指出了在该领域的研究 中存在的问题和发展方 向。
美 t 词 电化 学 电催 化 降 解 有 机 污 染 物 电极
De e o v l pm e t i l c r c e i a t d o a a y i a e r d to n n e e t o h m c lme ho s f r c t l tc ld g a a i n o r a c p lu a s i t r f o g ni o l t nt n wa e
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第 3卷 第 2期
20 0 2年 2月
环境 污 染 治 理技 术 与 设 备
Teh iu a d E up eth n i n e tl dlt nC nrl e nq  ̄ n q im n E vr m n a P a l o to o o
Vo . 1 3, No. 2
F b .. e 2002
电化 学 催 化 降解 水 中有 机 污染物 的研 究进 展
李炳焕 黄艳娥 刘 会 媛
( 山 师范 学 院 化学 系 , 山 0 3 0 ) 唐 唐 6 0 0
摘
要
电化学法催化降解废水 中的有机污染物 已引起 广泛 趣 。在 电投的作用 下 , 电化学反 应和化学催 化作用结
Ab t a t Th lc r c e c lme h d o r a me to s e t r c n a nn r a i p l t n s h v src e ee to h mi a t o s f r te t n fwa t wa c o t i ig o g n c ol a t a e u a t a td a g e td a o t e t n.Th o tr c e r a e l f t n i a o e c mb n t n o l cr c e i l e c in a d c e i l a a y i t ei ia i f e to h m c a t n h m c tl s o a t o e a r o a c s . v t r a i moe u e lc rc l a ay i d g a a i n b lc r d e u t .Th p r p it h i fee t o e a eo g c n lc ls ee tia c t l tc e r d t y ee t o e rs l o s e a p o r e c oc o lc r d a e
电催化氧化技术处理难生化有机废水的研究现状及进展
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The Research Status and Progress of Electro - catalytic Oxidation Technology in Refractory O rganic W astewater Treatm ent
J iao Caishan, Sun Yan,M en Xueyan, W en Q ing
( College of Material Science and Chem ical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China ) Abstract:W ith the rap id development of industry, large quantities of industrial wastewater, especially the refractory organic wastewater, is discharged into our environment . This situation brings serious threat to humanity, so effective methods to treat the industrial wastewater is badly needed. According to the document, it is introduced that a kind of new technology in wastewater treatm ent, the electro - catalytic oxidation technology, and separately defines the technology from the anodes catalytic oxidation and the cathodes reducing, containing its working p rincip le, the research status and p rogress of catalyzed electrodes, and the actu2 al app lication. In addition, the treatm ent under consp iracy of anodes and cathodes is summarized. A t last, the research direction of this technology is p roposed. Key words: electro - catalytic oxidation technology; anodic oxidation; cathodic reducing
《2024年高级氧化技术在废水处理中的应用进展》范文
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《高级氧化技术在废水处理中的应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,废水排放量不断增加,给环境带来了巨大的压力。
废水处理技术的研究与开发显得尤为重要。
高级氧化技术(AOPs)作为一种高效、环保的废水处理方法,近年来受到了广泛关注。
本文将就高级氧化技术在废水处理中的应用进展进行详细阐述。
二、高级氧化技术的概述高级氧化技术是指利用强氧化剂(如羟基自由基等)产生的强氧化性,将废水中的有机污染物快速、高效地矿化成无害物质的技术。
该技术具有反应速度快、处理效率高、无二次污染等优点。
三、高级氧化技术在废水处理中的应用1. 光催化氧化技术光催化氧化技术是利用光激发催化剂产生电子和空穴,通过空穴与水或水中的氧发生反应,产生强氧化性的羟基自由基等中间体,从而达到降解有机物的目的。
近年来,该技术在废水中有机污染物的去除方面取得了显著的成果。
2. 湿式氧化技术湿式氧化技术是在高温高压条件下,利用强氧化剂(如氧气、过氧化氢等)与废水中的有机物进行反应,将有机物迅速转化为二氧化碳和水等无害物质。
该技术适用于处理高浓度、难降解的有机废水。
3. 电化学氧化技术电化学氧化技术是通过电化学反应产生强氧化剂,如羟基自由基等,对废水中的有机物进行降解。
该技术具有操作简便、设备紧凑等优点,适用于处理含有重金属离子和有机污染物的废水。
四、高级氧化技术的进展与挑战随着研究的深入,高级氧化技术在废水处理中的应用不断拓展。
近年来,研究者们针对不同类型废水的特点,开发了多种新型的高级氧化技术。
例如,结合光催化与电化学的复合技术,以及利用超声波、微波等物理手段辅助的高级氧化技术等。
这些技术的出现为废水处理提供了更多的选择。
然而,高级氧化技术在应用过程中仍面临一些挑战。
例如,催化剂的活性和稳定性问题、反应条件的优化以及处理成本的控制等。
此外,对于某些特定类型的废水,如何提高处理效率、降低能耗和减少二次污染等问题也是亟待解决的难题。
五、未来展望未来,随着环保要求的不断提高和科技的进步,高级氧化技术在废水处理中的应用将更加广泛。
电解法降解水中有机污染物的研究进展
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2. 1 电极材料 在电解法处理有机废水的过程中 ,电极不仅起着
传送电流的作用 ,而且还对有机物的氧化降解起催化
电解法降解水中有机污染物的研究进展 刘烈炜 ,等
作用 ,因此 ,电极材料选择的好坏 ,直接影响着有机物 降解效率的高低 。电解过程主要是通过阳极反应来降 解有机物的 ,而且电位越高 ,有机物的脱除效果越明 显 。但电位过高会受到阳极材质和副反应的制约 ,面 临的主要竞争副反应就是阳极氧气的析出 ,这样催化 电极的一个必要条件就是具有较高的析氧超电压 。在 电解过程中 ,电极作为电催化剂 ,不同的电极材料可是 电化学反应速度发生数量级上的变化 ,传统的电极材 料如氧化铅 、Pt 等 ,在理论上也能使有机物在发生析 氧反应前氧化降解 ,但其反应的动力学速率很慢 ,实际 应用价值不大 ,因此 ,研制高电催化活性的电极材料成 为广大研究者关注的焦点。20 世纪 70 年代发展起来的 化学修饰电极 ,通过对电极表面进行分子设计 ,将有优 良特性的分子、离子、聚合物固定在电极表面 ,改变电极 和电解液界面的微结构 ,使电极具有良好的催化性能。
早期的反应器多采用平板二维结构 ,面体比较小 , 单位槽处理量小 ,电流效率比较低 ,针对此缺陷 ,采用 三维电极来代替二维电极 ,大大增加了单元槽体积的 电极面积 ,而且由于每个微电解池的阴极和阳极距离 很近 ,传质非常容易 ,因此大大提高了电解效率和处理 量 ,三维电极是借鉴化学工程中反应器理论而设计的 , 通常按电极在床内运动的状态分固定床和流化床两 种 ,如果电解液的流动速度超过某一极限值时 ,床内的 电极进入流化状态 ,此时称为流化床 。
同济大学的宋卫峰等用特殊工艺自制的尺寸稳定阳极dsa阳极用它对苯胺和水杨酸进行电化学氧化在合适的条件下cod的去除率达到90以上从上面的例子可看出为了使化学反应有高选择性和专一性催化剂经常需要多组分来提高其催化活目前的研究主要通过掺杂来提高电极的活性在已有活性电极中通过掺杂其它金属或金属氧化物如在pbo2中掺杂bi12且掺杂电极能影响到最终的氧化产物如对苯醌溶液进行电化学氧化若用掺杂iro2作阳极能够使苯的吸附氧化cl2的产生也使电流效率有所降低反应器结构早期的反应器多采用平板二维用三维电极来代替二维电极大大增加了单元槽体积的电极面积而且由于每个微电解池的阴极和阳极距离很近传质非常容易因此大大提高了电解效率和处理电极进入流化状态此时称为流化床三维电极是在20世纪60年代末提出来的所用的填充材料主要有金属粒子镀上金属的玻璃球或塑金属氧化物石墨和活性炭等
电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究
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电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究随着工业的快速发展,有机废水的排放量也不断增加,给环境带来了严重的威胁。
传统的生物降解方法在处理难生物降解有机废水时存在着一定的局限性,因此需要探索新的高效处理技术。
电化学氧化法作为一种无需添加药剂,能够高效降解有机废水的方法,近年来受到了广泛关注。
本文旨在探讨电化学氧化法在处理难生物降解有机工业废水方面的应用和研究进展。
一、电化学氧化法的基本原理和应用情况电化学氧化法是利用电化学技术实现有机废水降解的方法。
其基本原理是在电解槽中将废水作为电解质,在阳极和阴极之间施加一定的电压,通过氧化还原反应来实现废水中有机物的降解。
在阳极,通过氧化反应产生高价态的金属离子或氧化剂,如氧气或过氧化物根离子。
这些高价态的金属离子或氧化剂具有较强的氧化能力,可以将废水中的有机物氧化分解成低分子化合物和无害的二氧化碳和水。
电化学氧化法在处理难生物降解有机工业废水方面具有很多优点。
首先,它不需要添加任何药剂,避免了二次污染。
其次,该方法对不易生物降解的有机物具有较高的降解效率和处理能力。
最后,电化学氧化法操作简单,工艺流程相对成熟,具有较高的可操作性和经济性。
二、电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究进展近年来,研究人员对电化学氧化法在处理难生物降解有机工业废水方面进行了大量的研究。
其中,针对不同类型的工业废水,研究人员通过改变电解槽的结构和电压条件,以及选用适宜的阳极材料和阴极材料,取得了一系列的研究成果。
1. 高氯酸盐废水的处理高氯酸盐废水由于其高浓度的含氯和有机物,一直以来都是难以处理的问题。
通过电化学氧化法处理高氯酸盐废水,可以将有机物和氯酸盐降解为二氧化碳和溶解性气体。
2. 电子工业废水的处理电子工业废水含有丰富的有机物和重金属离子,处理难度较大。
研究人员通过调节电解槽的pH值、电压和电解时间等条件,成功地将电子工业废水中的有机物和重金属离子降解为无毒无害的产物。
电化学氧化法处理高浓度氨氮废水的研究
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we e s d e . c r i g t h e u t o e t s, h p i l e c in c n i o sd t r i e sfl w : u e t r t id Ac o d n o t er s l f h e t t e o t u s t ma a t o d t n wa ee n d a l s c r n r o i m o o d n i a 0 mA/ m , lt it n e w s3 e s y w s8 t c p ae d sa c a 0 mm, h o i ei n c n e t t n w s7 0 0 mg L a d o i i a H a c l r o c n r i a 0 / n rgn l d o a o p w s
c e c lo i a i n p o e s i he i t r te t e p rme t Th n ue c s o i e e tf co s i c u i g c re t h mi a xd to r c s n t n e mi n x e i n . t e i f n e f d f r n a t r n l d n u r n l f d n iy lt itnc ,c lrd o o c n r to n n ta H n a e st ,p ae d sa e h o i e i n c n e ta i n a d i ii lp o mmo i ni o e nd t tln to e e v l n a- t g n a oa ir g n r mo a r
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工业用水与废水
《2024年工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向》范文
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《工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向》篇一一、引言随着工业化的快速发展,工业废水排放量日益增加,给环境带来了巨大的压力。
如何有效处理工业废水,减少对环境的污染,已成为当前环境保护领域的重要课题。
电化学处理技术作为一种新型的废水处理方法,因其高效、环保、无二次污染等优点,受到了广泛关注。
本文将就工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向进行详细探讨。
二、工业废水电化学处理技术的进展1. 电化学氧化技术电化学氧化技术是一种利用电场作用使废水中的有机物在阳极发生氧化反应,从而达到降解有机物的目的。
该技术具有处理效果好、操作简便等优点,广泛应用于印染、制药、农药等行业的废水处理。
近年来,研究者们通过改进电极材料、优化反应条件等手段,提高了电化学氧化技术的处理效率。
2. 电化学还原技术电化学还原技术是利用阴极的还原作用将废水中的有害物质转化为无害物质。
该技术主要用于处理含有重金属离子的废水,如铬、铜、铅等。
通过改变电解条件,可以有效去除废水中的重金属离子,实现废水的净化。
3. 电凝聚技术电凝聚技术是利用电解过程中产生的胶体微粒吸附和凝聚废水中的悬浮物、胶体物质等,从而实现废水净化的目的。
该技术具有设备简单、操作方便、处理效果好等优点,广泛应用于印染、造纸等行业的废水处理。
三、工业废水电化学处理技术的发展方向1. 研发新型电极材料电极材料是电化学处理技术的关键因素之一。
未来,研发具有高催化活性、长寿命、低成本的新型电极材料将成为电化学处理技术的重要发展方向。
通过改进电极材料的制备工艺和结构,提高其催化性能和稳定性,将有助于提高电化学处理技术的处理效率和降低成本。
2. 优化反应条件优化反应条件是提高电化学处理效果的关键。
未来,研究者们将进一步研究电化学处理过程中的反应机理,通过调整电流密度、pH值、温度等参数,优化反应条件,提高电化学处理技术的处理效率和效果。
3. 组合技术协同作用组合技术协同作用是未来电化学处理技术的发展趋势之一。
污水高级氧化技术的研究现状及其新进展
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污水高级氧化技术的研究现状及其新进展污水高级氧化技术的研究现状及其新进展一、引言随着人口增长和工业化进程的加快,污水排放量不断增加,对水资源的供给和环境的保护造成了巨大压力。
传统的污水处理方法往往无法有效去除含有毒性有机物的废水,因此需要寻找一种更高效、更环保的污水处理技术。
高级氧化技术被认为是一种能够有效去除难降解有机物的治水方法,近年来得到了广泛关注和应用。
在本文中,将对高级氧化技术的研究现状进行综述,并介绍其新进展。
二、高级氧化技术基本原理高级氧化技术是利用氧化剂产生高活性氧中间体以及自由基,对污染物进行氧化还原反应,以达到废水治理的目的。
常用的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、次氯酸钠等。
利用这些氧化剂产生的自由基可以直接氧化有机物质,或者在催化剂的作用下实现有机物的降解。
高级氧化技术不仅可以去除难降解有机物,还能有效去除色度和重金属离子等特殊污染物。
三、高级氧化技术的研究现状近年来,针对高级氧化技术的研究逐渐增多,并涉及到不同的应用领域。
下面将对一些常用的高级氧化技术进行介绍。
1. 光催化氧化技术光催化技术利用半导体材料吸收光能激发电子,产生电子和空穴对,进而引发一系列氧化还原反应,实现有机物降解。
常用的光催化材料有二氧化钛、氮化铟等。
目前,一些研究已经成功应用光催化技术来处理含有毒性有机物的废水。
2. 高级氧化还原电化学技术电化学技术是利用电极产生电子和自由基,通过氧化还原反应解决水体中的污染物。
高级氧化还原电化学技术结合了电化学和高级氧化技术的特点,能够高效地去除有机污染物。
该技术主要包括电化学降解、电致化学氧化以及电化学生成臭氧等。
3. 电子束辐射技术电子束辐射技术是指利用高能电子辐照废水,产生一系列化学反应,从而去除有机物。
由于电子束能量高,能够快速引发一系列化学反应,因此能够实现废水中有机物的高效处理。
该技术通常应用于含有高浓度工业废水的处理。
4. 冷等离子体技术冷等离子体技术是指利用气体放电产生等离子体,通过等离子体反应装置实现废水处理和气体净化。
电化学降解有机废水的研究
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电化学降解有机废水的研究随着现代工农业的发展,大量有机废水的产生已成为全球环境问题的关键之一。
这些有机废水对生态环境和人类健康带来了极大的威胁。
电化学降解有机废水是一种有效的处理方式,已经引起了学者们的广泛关注。
一、电化学降解原理电化学降解是指在电解质溶液中通过加电压或加电流的方式使有机废水中的有害物质发生电化学氧化或还原反应,从而达到去除(除去)目的的一种技术。
其原理基于氧化还原反应,即在电极表面的阳极区域由于电子的脱失而发生氧化反应,还原性化合物被氧化为易于处理的CO2、水等物质。
这个过程需要投入电能,所以其实质上是一种能源消耗型的处理技术。
二、电化学降解的发展历程电化学降解技术的历史可以追溯到19世纪末期,当时Charles Locker将电解质溶液中的某些物质通过电极反应转化成其他有用的物质。
20世纪70年代中期,人们开始关注电化学降解水处理技术,但当时仅用于处理少量的废水。
随着科技的进步和需求的增长,现在电化学法已成为处理高浓度有机废水的重要手段。
然而,电化学降解技术仍存在一些限制,如高能耗以及氧化的废水中可能含有氯离子,从而产生氯气等对环境和人体有害的物质等。
三、电化学降解有机废水的关键因素电化学降解有机废水具有诸多的关键因素,其中包括反应条件、电极种类、电解质、废水性质等。
1. 反应条件反应条件是影响电化学降解有机废水效率的重要因素。
反应条件包括环境温度、电流密度、电解质浓度、通气速率等。
提高反应条件可以显著地提高电化学降解废水的效率。
2. 电极种类电极种类是影响电化学降解效率的另一个关键因素。
电极种类主要包括惰性电极(如铂、金、钴、铱等)和活性电极(如钛和铅等)。
惰性电极适用于处理低浓度废水,而活性电极则适用于处理高浓度废水。
3. 电解质电解质种类对电化学降解反应的进展也具有重要影响。
需要根据废水的特性选择不同的电解质,以保证反应的高效性。
4. 废水性质废水性质也是电化学降解反应的重要因素。
电化学工艺处理有机废水的研究进展
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电极 材 料 、 构 与 制 备 方 法 , 三 者 又 密 切 相 结 这 关 I 。 9
本 文综 述 了 目前 国 内外 学 者 在 二 维 电极 和 三 维 电极 的开发 和改 进方 面 的研 究 成 果 , 出了 电化 指 学 氧化 技 术 和 电极 材 料 的 主 要 研 究 方 向 和 发 展
物在 电极 上 发 生 直 接 电化 学 反 应 或 利 用 电极 表 面
产生 的强 氧化 性 活 性 物 质 使 污 染 物 发 生 氧 化 还 原 转变 , 者被称 为 问接 电化 学 转 化 。直 接 电化 学 转 后 化通 过 阳极 氧化 可使 有 机 污 染 物 转 化 为无 害 物 , 这
化
工
环
保
2 1 年第 3 卷第 4期 01 1
E NVI R0NM ENT AL R0Te 1 P CT 0N HEM I AL NDUS RY 0F C C I T
电化 学 工 艺处 理 有机 废水 的研 究进 展
聂春红 , 王宝辉
(. 1东北石油 大学 化学化工学 院 , 黑龙江 大庆 1 3 1 ; . 6 3 8 2 绥化学 院 制药与化学工程系 , 黑龙 江 绥化 126 ) 5 0 1
化
・
工
环
保 2 1 第 3 卷 0 1年 1
32 ・ 8
E V R N N ALP O E T O FC E C L I U T Y N I O ME T R T C I N O H MI A ND S R
电催 化活 性 的 电极 材 料 和 有 效 的 反 应 器 设 计 人 手 来解 决 ; 于后 者 , 要 从 电 极 材料 、 构 和制 备 方 对 则 结 法人 手 去研究 。 电化 学 技 术 发 展 至今 , 于各 种 电 对 化学 反应 器 的理论 及 制 造 技 术 已臻 成 熟 , 应 器 设 反 计 问题 实 际上 已基 本 解 决 。当 前 的 热 点 问题 就 是
电化学氧化法在工业废水处理中的应用研究
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电化学氧化法在工业废水处理中的应用研究电化学氧化法在工业废水处理中的应用研究引言随着工业化进程的加快,工业废水的排放问题日益突出。
传统的废水处理技术由于操作复杂、效果不佳等问题,难以满足环保要求。
近年来,电化学氧化法作为一种新型的废水处理技术,受到了广泛的关注。
本文将对电化学氧化法在工业废水处理中的应用进行研究与探讨,以期为工业废水的治理提供新思路。
1. 电化学氧化法的原理电化学氧化法是利用电化学反应从而实现氧化和还原废水中的有机物和无机物。
其原理是通过电解过程将电能转化为化学能,通过氧化还原反应将废水中的有机物和无机物进行降解和转化。
电化学氧化法主要包含两个过程,即阳极氧化和阴极还原。
1.1 阳极氧化在阳极氧化过程中,废水中有机物被氧化成二氧化碳、水和无害的无机物。
阴极反应的产生物种主要是氧、氟和氧化剂等,这些物质具有较强的氧化能力。
1.2 阴极还原在阴极还原过程中,废水中的无害离子被还原成金属。
同时,氧化剂被还原产生还原物质,并进一步净化废水。
2. 电化学氧化法的优势2.1 高效性电化学氧化法能够在较短时间内完成废水的处理,具有高效的特点。
相较于传统的废水处理技术,电化学氧化法在去除有机物和无机物方面具有更好的效果。
2.2 温和性电化学氧化法在处理过程中无需添加较强的氧化剂和还原剂,能够在温和的条件下实现废水的降解和转化。
这样可以减少废水处理过程中的能耗和化学品的使用量。
2.3 适用性广电化学氧化法可用于处理各种类型的废水,包括有机废水、重金属废水、有毒理化废水等。
此外,该方法还可用于处理高浓度废水和难降解废水。
3. 电化学氧化法在工业废水处理中的应用案例3.1 有机废水处理案例某化纤厂的废水中含有大量的甲醛和乙醛等有机物,传统的废水处理方法无法将其完全降解。
通过采用电化学氧化法,可以有效地将有机废水中的甲醛和乙醛转化为二氧化碳和水,达到废水达标排放要求。
3.2 重金属废水处理案例某电子制造厂的废水中含有较高浓度的重金属离子,超出了环保排放标准。
电化学方法治理废水的研究与进展分析
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除 了上述 的 电氧化法 以外 , 还有 一种方 法得 到 了广 泛 的认 同 , 并 且在 应 用 的过程 中 ,获得 了很 好的效 果 。这就 是 电还原 法 ,所谓 的电还 原法 ,主要 的用 途是 在氯 代烃 的还 原脱 氯和重 金属 的 回收方 面。 1 . 还 原脱 氯 。在废 水处 理 的过程 中 ,还原 脱氯 是一个 非常 重要 的工作 环 节 。从 专业 的角 度来 分析 ,氯代 烃 中 的氯不仅 可 以通过 阳极 氧化 法被 ・ O H 取代 , 还 可 以通过 阴极还 原法 被 H取 代 , 析 氢反应 是一 种竞 争反应 。 S c h m a l 用 石 墨纤维 电极 , 增 大了反 应表 面积 ,提 高了析 氢过 电位 ,成功地 去 除了有 机物 中的氯 。由此可 见 ,这 种方 法还 是 比较有效 果 的 。但是 随着 经济 的迅 速增 长 , 水 污染 的程 度不断 加深 , 这种 方法 的效 果越来 越低 ,目前 科研 人员 正在积 极 的探索 新 的方 法 。 2 . 重 金属 回收 。在 现 阶段 的发展 中 ,水污 染程 度远 远超 出了人们 的想 象。 过 去 的水污染 可 以通 过 一些净 化措 施 以及 简单 的方 式来 完成处 理 , 但现 阶段 的污染 物不 断 的增 多 , 水 污染 的程 度 已经 提升 到 了非常 高的地 步 , 一般
工业技 术
l ■
电化学方法治理废水的研究与进展分析
朱丽萍 章 程
2 1 5 6 0 0) ( 1 - 张家港 市远 创环境 技术 有限公 司 ;2 . 张家港 市环境 监测 站
【 摘 要】 随着经济的迅速发展,环境随之遭到了很大的破坏。化工厂等企业的崛起 ,使得水资源的污染程度呈现出直线上升的趋势。就 目前的情况而言 , 我国的废水产出占据世界的前列 ,对国家的发展和社会 的稳定造成了很大的威胁。为了能够有效的处理废水 ,避免在将来的发展中处于一个较为恶劣的环境 之 中 ,我 们必须 采取 有效 的方法 来处 理废 水。 电化学 方法 治理废 水是 现阶段 比较 好 的一种方 法 ,得到 良好 的效果 与广 泛的认 同 。 [ 关键 词] 电化学 废水 研 究 进展
电化学在废水处理中的应用研究
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膜 电解等。 影响电解产物的因素有标准电极 电势、
离子浓度及超 电势 ( 电极材料对放 电有阻碍及其
它原因, 实际电极电势 比理论 电极 电势大的差 ) 的
大小。关 于电解产物通常有以下规律 :1阳极若 ()
采用铂 、 铱 、 金、 石墨等惰性材料 , 中阴离子在 阳 水 极放 电的次序是简单阴离子 ( o 、N , 、1 S C - 一 一 Ic 、 B-F 等 )O 一 r ’ , H 离子 。含氧 酸根离子 ( N , 、 如 O一 、
应 用处理废 水的发展 状 况。
关键词 : 电化 学 电解
中图分类号 :B 9 T 45
废水处理
应用
文章编号:0 6 9 1(06 0 — 3 10 — 40 20 ) 0 4
文献标识码 : A
当今世界科学技术 的发展 日 新月异 ,新技术
化学氧化 、 电化学还原 、 电解 浮上 、 电解凝聚及隔
阴极 还原 :
C 2 , 1 H* 6 = C  ̄ 7 0 r0 4 + e 2 r + H2
质, 以提高后期 的生化处理效率 , 废水的毒性明显
减 4 J o
C ( 2 8  ̄3 = r+ H o r 4+ H + e C3 4 2 )_ +
采用电化学方法处理印染废水 , 可采用铜电
电解槽的阳极能接受 电子 , 当于氧化剂 , 相 可
氧化水中的污染物。阳极既可通过直接 的电极反
应过程 , 使污染物氧化破坏 , 也可通过某些阳极反 应产物( C C O O、 22 ) 如 l 、1 - HO 等 间接地 氧化 破
坏污染物。
De mmi[ n
、
变为无毒 、 毒物质。 低 废水处理中的电化学法有电
电化学法去除有机污染物机理研究进展
![电化学法去除有机污染物机理研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/80b3e02c0722192e4536f6b5.png)
Ab t a t The ee t o he c lt c n l g e a e a ta t d a g e t d a te to sr c lc r c mia e h o o is h v tr c e r a e lofa t n in, manl e a s f i y b c u e o
ee to h mit y lc r c e sr 、Th s p p r ca s f s t e e me h n s ,a d i to u e h i i wp i t n t e . i a e ls i e h s c a ims n r d c s t e man v e o n s o h m i n
2 .吉林 大 学 化 学 科 学 学 院 ,长 春 1 0 2 ) 3 0 6 ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要 电 化 学 方 法 因 其 所 具 有 的 多 功 能性 、 作 简 单 、 于 自动 化并 且 具 有 环 境 兼 容 性 等 特 点 而 倍 受 人 们 重 视 。 近 操 易 年 来 , 内 外 研 究 者 对 该 方 法 在 水 处 理 中 的 应 用 进 行 了广 泛 的 研 究 , 对 有 机 污 染 物 电 化 学 降 解 机 理 提 出 了 不 同 观 点 . 国 并 本
. 物难 降解有 机 物 去 除 方 面 , 水处 理 工 作 者 进 行 了大 1 2 间 接 电 解
量 研究 , 对 其 电 化 学 降 解 过 程 提 出 了 多 种 机 理 。 并
间 接 电解 指利 用 电化 学产 生 的 氧化 还 原物 质 作 质 。间 接 电解 可分 为 可逆 过程 和不 可逆 过 程 。可 逆 过 程 ( 介 电化 学氧 化 ) 的是 氧 化还 原 物 质在 电解 媒 指 过 程 中可 电化 学再 生 和循 环使 用 。 如悬 浮 于溶 液 中
三维电催化氧化处理难生化降解有机废水研究进展
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三维电催化氧化处理难生化降解有机废水研究进展摘要:随着我国经济的迅猛发展,环境问题也日益凸现。
尤其是高浓度有机废水的污染源日益增多,带来了严重的水污染问题。
在实际进行化工生产时,排放的废水中含有大量结构比较复杂、难以降解且有毒有害的有机物,所以处理起来的难度系数非常高。
关键词:三维电催化氧化处理;生化降解;有机废水引言难降解有机废水成分复杂、危害大,易导致癌变、畸变,对人类健康产生重大影响,是需要优先治理的环境问题。
在许多情况下,采用传统生物法和物理化学法来处理难生化处理有机废水很难达到理想的处理效果,并且其操作工艺复杂,成本相对较高。
三维电催化氧化技术的出现为难降解有机废水的处理提供了一种绿色环保高效的方法。
三维电催化氧化体系具有传质传热快、脱除效率高、操作简便、占地面积小等优点,呈现广阔的应用前景。
1研究有机化工废水处理技术的意义对于化工有机废水来说,其中含有很多重金属、硫化物等有毒有害的物质,若是没有在排放之前进行科学化处理,那么将会给我国的水环境安全带来严重影响。
与此同时,在实际的化工生产流程中,任何时刻都有废水的形成,因此,为了减小废水处理的难度,提高废水处理的质量和效率,保证处理后的废水满足国家排放规定,就需要相关研究人员对有机化工废水本身所具备的特性有一个充分的了解,这样才能保证研究出的废水处理技术应用价值高、使用范围广,推动我国社会经济的健康、稳定性发展。
2三维电催化氧化处理难生化降解有机废水研究2.1电催化氧化处理有机废水原理直接电化学氧化过程包括有机污染从溶液本体扩散到阳极表面和有机物在阳极表面被氧化并离开电极两个步骤,其效率取决于溶液中物质的转移和电极-溶液界面的电子传递速率。
间接电化学氧化分为可逆和不可逆两种形式。
在可逆过程中,部分反应物在电解过程中被氧化成高价态,让高价态物质去氧化有机物,例如,Fe3+/Fe2+,Fe2+与投加的H2O2发生类Fenton反应,重新生成Fe3+,再通过电极反应还原为Fe2+,实现反应物的电化学再生和循环,持续的推动反应的发生。
微生物电化学法处理氨氮废水研究进展
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微生物电化学法处理氨氮废水研究进展微生物电化学法处理氨氮废水研究进展随着工业化和城市化的迅速发展,氨氮废水排放量大幅增加,对环境造成了严重的污染问题。
氨氮是一种常见的有机氮化合物,主要来源于农业废水、化工废水和家庭生活污水等。
氨氮的高浓度废水会导致水体富营养化,严重影响水质和水生态系统的平衡。
因此,寻找高效、经济的废水处理技术成为了当前研究的热点之一。
微生物电化学法是一种结合了微生物学和电化学的新兴废水处理技术,被广泛应用于氨氮废水处理领域。
它利用微生物的电化学活性,通过微生物与电极表面之间的直接或间接电子转移,实现了氨氮的高效降解和去除。
微生物电化学技术的处理流程包括阳极和阴极两个电极系统。
阳极中的微生物通过氧化底物产生电子并将其传递给阳极,同时释放氢离子。
通过阴极中的电子供应,氢离子被还原为氢气或以还原态形式存在。
微生物电化学方法还包括微生物燃料电池(MFC)和微生物电解池(MEC)等不同的系统。
氨氮废水通过微生物电化学法处理的优势之一是在低温下可以有效降解。
相比传统降解技术,微生物电化学法不受温度限制,适用于大部分氨氮废水的处理。
此外,微生物电化学法的反应过程是相对温和的,避免了高温环境下可能产生的挥发性有机物等问题。
在微生物电化学法处理氨氮废水的研究中,研究者们还应用了不同类型的电极材料和微生物种类。
阳极常使用碳材料,如石墨、碳纳米管和氧化石墨烯等。
这些材料具有良好的电导性和催化活性,能够提高电子传递效率和氨氮废水的去除率。
阴极可以使用不同的电极材料,如铜、铁、银和铳等。
同时,选择适应性强的微生物菌株也对提高废水处理效果起到了重要作用。
在微生物电化学反应过程中,一些特定的电子中介物质也能够增强微生物与电极之间的电子转移效果,进一步提高氨氮废水的降解效率。
此外,微生物电化学法在处理氨氮废水中还存在一些挑战。
首先,阳极和阴极之间的电子传输过程常常受到阻碍,需要更进一步的研究来提高传输效率。
其次,当前微生物电化学技术的产氢效率还有待提高。
《2024年电化学废水处理技术及高效电催化电极的研究与进展》范文
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《电化学废水处理技术及高效电催化电极的研究与进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,废水处理成为环境保护的重要一环。
电化学废水处理技术因其高效、环保的特性,逐渐成为研究热点。
本文将重点探讨电化学废水处理技术的原理、应用及其与高效电催化电极的关联,并分析其研究进展。
二、电化学废水处理技术概述电化学废水处理技术是一种利用电化学反应对废水进行净化的方法。
该技术通过在废水中施加一定的电压或电流,使废水中的有害物质发生氧化、还原等反应,从而达到净化水质的目的。
电化学废水处理技术具有操作简便、处理效率高、无二次污染等优点。
三、电化学废水处理技术的原理及分类电化学废水处理技术的原理主要涉及电解、电吸附、电氧化和电还原等过程。
根据不同的反应原理,电化学废水处理技术可分为电解法、电吸附法、电催化法等。
其中,电解法主要用于去除废水中的重金属离子;电吸附法则主要利用电极的吸附作用去除水中的有机物和重金属离子;而电催化法则通过催化剂加速有害物质的氧化或还原反应,从而达到净化水质的目的。
四、高效电催化电极的研究与进展(一)高效电催化电极的研发背景为了提高电化学废水处理技术的效率,研究学者们致力于开发高效电催化电极。
高效电催化电极能够降低反应活化能,提高反应速率,从而进一步提高废水处理效率。
(二)高效电催化电极的种类与特点目前,高效电催化电极主要分为贵金属电极和复合材料电极两大类。
贵金属电极如铂、钯等具有优异的导电性和催化活性,但成本较高;而复合材料电极则通过将导电材料与催化剂相结合,具有成本低、催化性能优良等优点。
此外,纳米材料电极也因其独特的结构和性能,在电催化领域展现出巨大的应用潜力。
(三)高效电催化电极的研究进展近年来,研究者们通过改进制备工艺、优化材料组成等方法,不断提高电催化电极的性能。
例如,通过在电极表面引入纳米结构、掺杂其他元素等方法,提高电极的表面积和催化活性;同时,针对不同废水成分和污染物质,开发出具有针对性的催化剂和电极材料。
电催化氧化技术降解水中有机物的研
![电催化氧化技术降解水中有机物的研](https://img.taocdn.com/s3/m/fcfba3d180eb6294dd886ce9.png)
电催化氧化技术的应用局限性
不溶性电极PbO 不溶性电极PbO2 的氧化能力虽然 高于石墨电极, 高于石墨电极,但是因为其电催化性 能较低, 能较低,对难氧化分解的有机物的效 果也不理想。 果也不理想。来自电催化氧化技术的应用局限性
目前用于废水处理的电极种类不多, 目前用于废水处理的电极种类不多,而 种类不多 且也因电极材料的限制致使其使用寿命不长 使用寿命不长, 且也因电极材料的限制致使其使用寿命不长, 即便是氧化物修饰电极, 即便是氧化物修饰电极,虽然在废水处理中 的效果良好,但其工作寿命也只有几天。 的效果良好,但其工作寿命也只有几天。这 些都进一步限制了电催化氧化方法在生物难 降解水中有机物的广泛应用。 降解水中有机物的广泛应用。
电催化氧化技术的应用局限性
目前常采用的电极仍然是石墨、 目前常采用的电极仍然是石墨、 石墨 铝板、铁板、不锈钢和一些 和一些不溶性 铝板、铁板、不锈钢和一些不溶性 电极如 及一些贵金属 Pt等 贵金属如 电极如PbO2,及一些贵金属如Pt等。
电催化氧化技术的应用局限性
石墨电极强度较差, 石墨电极强度较差,在电流密度 强度较差 较高时电极损耗较大,电流效率低。 较高时电极损耗较大,电流效率低。 铝板或铁板为可溶性电极 为可溶性电极, 铝板或铁板为可溶性电极,电极 本身材料消耗量大,成本高, 本身材料消耗量大,成本高,因此产 生的污泥量也大。 生的污泥量也大。
电催化氧化技术的应用
处理水中胺类有机物
在含胺废水中,一般采用PbO2作阳 在含胺废水中,一般采用PbO 苯胺很容易去除 很容易去除, 极,苯胺很容易去除,但想要进一步 则比较困难。 氧化成 CO2,则比较困难。
电催化氧化技术的应用
处理染料的装置
电催化氧化技术的应用
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资源环境
节能减灾
与等采用硼掺杂金刚石薄膜电极,在较大水
溶性聚丙烯酸酯浓度和电流密度范围内,研究了聚丙烯酸酯在浓度为1mol/LHCIO 溶液中的电化学燃烧。
结果表明,在所有的实验条件下,聚丙烯酸酯都能转化为CO 2。
Kraft A .等采用CVD 技术制备出厚度为2~3m 掺杂铌的金刚石薄膜电极,用于处理有机污染物,使COD 显着降低。
这种方法易自动化操作,占地面积少。
但是产生的电流效率仍然偏低,经济上不合理,而且影响的因素太多(PH 、电解质、电极材料等)。
2.2电化学凝聚技术
电化学凝聚法是在直流电的作用下,由电极产生的金
属阳离子水解,形成活性絮凝剂,使污染物质颗粒进行凝聚,从而去除掉水中的污染物并可使水中的色素转化成无色。
刘艳
用微电解法处理印染废水,在pH 为4.5,处理
时间为16h 时色度去除率可达95%,在浓度为00mg/L 的染料废水中COD 去除率最高达到81%。
陈梅芹等研究了用微电解法处理印染废水,通过正交试验,确定最佳操作参数是pH 值=8.0、m (Fe ):m (C )=1:1、停留时问60min 。
在此条件下,色度去除率可达94.55%,CODcr 去除率70.46%。
该法能显着改
善废水的可生化性,且以废治废,简便易行。
这种技术使用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便,但是消耗的电能和材料较大,经济不太合理且容易钝化。
2.4超声电化学技术
超声电化学法是一种将超声波与电化学方法相结合处理难降解有机化合物废水的技术。
利用声空化理论和自由基理论,通过液体空化核与声波在水中的正负半周期幅值的内外压差不同,使得空化核逐渐受压破裂,
而在局部液体内产生的高温、高压环境的同时使得液体内有机物经过热解、絮凝等作用等而被降解。
刘静等
资源环境
节能减灾
与等采用等比例离子交换树脂与铜粒混合制成的三
维电极电化学反应器,处理低浓度
(Cu2+<0.01mol/L )含铜废水,无需加入支持电解质,其处理效果优于国家标准,出水中
铜含量仅为0.008mg/L 。
但是这种技术在低浓度的情况下的处理效果不太高且现在对三维电极的一些基本的特性理论研究还不成熟。
李晴宇
试验研究了电凝聚气浮对含油乳化液废水的
处理效果。
其实验表明:当pH 为6,电流密度为4mA/cm 2,时间为40min ,极间距为1cm 时,COD 、油、浊度的去除率分别达到99.6%、99.9%、99.6%,且处理低浊度废水的效果较好,当浊度过高时,出水很难达标。
2.7电渗析法
电渗析技术是一种新兴的膜分离技术,是在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性。
把电解质从溶液中分离出来,从而实现分离的目的。
杨浩等试验研究了电渗析法对丙烯腈废水的处理效果。
其实验表明:脱盐率随流量的升高而降低,随电压的升高而升高,但达到一定值后,脱盐率基本不随电压的变化而变化。
随着流量的增大,能耗降低;电压越高,能耗越高。
电压为10V 、流量为50IJh 的操作条件下,能耗为16.81kJ/g 左右,温度提高有利于电渗析过程的进行。
这种方法的缺点就是膜的损伤大,易老化,经济上不划算。
2.8磁电解法
磁电解法就是将电场与磁场叠加,以促进电解过程,其研究的主要内容是在外加磁场存在时磁场对电解液的性质和传质过程的影响。
在磁电解过程中,在当磁场方向与电场方向垂直的时候,经过磁力和电场力的共同作用,废水中离子的运动方向和规律也发生着变化。
离子运动轨迹越复杂,就越能促进电化学反应,生产率提高的同时也使溶液中的电导率增加。
孙作达等试用了离子交换—磁电解复合法,用磁电解法可以回收高质量的铜,大大地降低了冶金成本。
朱又春等用磁电解法处理含铜工业废水,结果显示,利用磁电解法不仅能在阴极上直接回收高质量的金属铜,还能在比无外加磁场的
极限电流密度(id=132.6A/m 2)高一倍多的电流密度(达300A/m 2)下电解,极大地提高了效益。
此外,磁场使阴极过电位降低,从而降低槽电压,节省电能;重金属离子在磁场力和电场力的共同作用下引起涡旋,使扩散层减薄和浓差极化降低,从而提高了电解效率。
此外还有接触辉光放电电解(CGDE )技术、电化学脉冲法、光谱电化学法等光电化学技术。
3结论与展望
电化学技术理论研究的逐渐深人,在电极上氧化还原、加成、分解等许多有机化合物的反应都可进行,但是还存在着很多问题:(1)电化学机理(特别是三维电极)的研究不是很充分。
无论是直接的电化学反应或者间接的电催化氧化,大都同阳极的电极材料有关,也与所处理的溶液有关,一般认为,阳极的电极材料不同,随之产生的电位也相差较大,而它与液相电位之差越大,反应速度也越大,但差值过大将发生目的之外的反应。
所以,深人对电化学反应的机理和电极材料产生的电流电位的研究是很重要的。
(2)经济上不合理,电流效率偏低。
设计研究出更高效的复合型电极将是工业化应用的关键(如
三维电极等)。
(3)电化学降解反应器的设计。
设计出高效合理的电催化反应器是使之工业化的必然趋势(如电化学反应器)。
该技术今后的发展一个是开发新型电催化电极;第二个是加深对三维电极反应过程机理的研究,深入研究各种耦合技术的作用机制,开发新型的三维电极;第三个是对电化学技术与其他领域(物理、化学、生物、超声波、光等)
的结合,开发电化学复合技术等降解工艺研究。
相信通过广大研究者的共同努力,其应用前景将更加广阔。
注释:
刘艳,鲁秀国,饶婷等.电絮凝法处理模拟染料废水的正交实验研究[J ].
环境科学与技术,2009,32(12D ):91-93.
刘静,甜美,卞华松.超声电化学法处理印染废水的实验研究[J ].
上海环境科学,2001,20(3):151-153.
ÀîÇçÓ¶Å¼Ìºì£¬ÞÉÕýƽµÈ.混合氧化物直接电化学还原制备TiZr 合金[J ]
.稀有金属材料与工程,2008(增刊):594-597.。