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电辅助膜生物反应器体系中Co纳米催化膜处理焦化废水研究
被引量：
2
1
作者
安路阳
宋迪慧
+4 位作者
杨爽
张立涛
屈泽鹏
李红欣
柳丽芬
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1129-1138,共10页
为探究电辅助膜生物反应器(electrical membrane bioreactor, EMBR)处理难降解有机废水的效果、产电性能及抗膜污染性能,以金属有机骨架化合物(metal-organic frameworks, MOFs)为前驱体,通过碳化制备具有高催化氧还原(oxygen reduction...
为探究电辅助膜生物反应器(electrical membrane bioreactor, EMBR)处理难降解有机废水的效果、产电性能及抗膜污染性能,以金属有机骨架化合物(metal-organic frameworks, MOFs)为前驱体,通过碳化制备具有高催化氧还原(oxygen reduction reaction, ORR)活性的负载Co纳米颗粒的氮掺杂碳催化剂(Co-NPs),以碳纤维布作为基体组装Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,并构建催化膜耦合EMBR体系处理实际焦化废水.考察碳化温度、Co/N协同作用、N掺杂含量及形态对ORR活性的影响,探究了催化膜在EMBR体系中处理实际焦化废水的污染物去除效率、抗污染特性和产能效果.结果表明:①Co-NPs的ORR反应为4电子转移还原途径,还原产物为水.②Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜在微电场下保持稳定的高膜通量.催化膜污染在运行初期符合膜孔堵塞模型,后期表现为滤饼层污染模型控制,膜污染以滤饼层污染为主.微电场可以降低滤饼层比阻,能有效解决膜污染问题.③EMBR体系处理实际焦化废水,COD、TN、NH_(4)^(+)-N和挥发酚的去除率分别为97.2%、43.8%、82.9%和99.8%.④系统最大产电功率密度为823.8 mW/m^(3),库仑效率为8.3%.研究显示,以MOFs为前驱体制备的Co-NPs纳米催化剂,以碳纤维布作为基体制备Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,耦合EMBR体系在焦化废水处理过程中表现出了高效的污染物降解效率、能源转化效率,并且微电场环境可达到抗膜污染效果.
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关键词
电辅助膜生物反应器
金属有机骨架
纳米材料
催化剂
膜
焦化废水
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职称材料
题名
电辅助膜生物反应器体系中Co纳米催化膜处理焦化废水研究
被引量：
2
1
作者
安路阳
宋迪慧
杨爽
张立涛
屈泽鹏
李红欣
柳丽芬
机构
中钢集团鞍山热能研究院有限公司
大连理工大学
出处
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1129-1138,共10页
基金
国家重点研发计划-煤炭清洁高效利用和新型节能技术重点专项(No.2017YFB0603500)
辽宁省科学技术计划项目(No.2018230004)。
文摘
为探究电辅助膜生物反应器(electrical membrane bioreactor, EMBR)处理难降解有机废水的效果、产电性能及抗膜污染性能,以金属有机骨架化合物(metal-organic frameworks, MOFs)为前驱体,通过碳化制备具有高催化氧还原(oxygen reduction reaction, ORR)活性的负载Co纳米颗粒的氮掺杂碳催化剂(Co-NPs),以碳纤维布作为基体组装Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,并构建催化膜耦合EMBR体系处理实际焦化废水.考察碳化温度、Co/N协同作用、N掺杂含量及形态对ORR活性的影响,探究了催化膜在EMBR体系中处理实际焦化废水的污染物去除效率、抗污染特性和产能效果.结果表明:①Co-NPs的ORR反应为4电子转移还原途径,还原产物为水.②Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜在微电场下保持稳定的高膜通量.催化膜污染在运行初期符合膜孔堵塞模型,后期表现为滤饼层污染模型控制,膜污染以滤饼层污染为主.微电场可以降低滤饼层比阻,能有效解决膜污染问题.③EMBR体系处理实际焦化废水,COD、TN、NH_(4)^(+)-N和挥发酚的去除率分别为97.2%、43.8%、82.9%和99.8%.④系统最大产电功率密度为823.8 mW/m^(3),库仑效率为8.3%.研究显示,以MOFs为前驱体制备的Co-NPs纳米催化剂,以碳纤维布作为基体制备Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,耦合EMBR体系在焦化废水处理过程中表现出了高效的污染物降解效率、能源转化效率,并且微电场环境可达到抗膜污染效果.
关键词
电辅助膜生物反应器
金属有机骨架
纳米材料
催化剂
膜
焦化废水
Keywords
electrical membrane bioreactor
metal-organic frameworks
nanomaterials
catalyst
membrane
coking wastewater
分类号
X703.1 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
电辅助膜生物反应器体系中Co纳米催化膜处理焦化废水研究
安路阳
宋迪慧
杨爽
张立涛
屈泽鹏
李红欣
柳丽芬
《环境科学研究》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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