生物碳导电剂增强印染废水脱盐性能研究  

Bio-Carbon as Conductive Agent for Desalination of Printing and Dyeing Wastewater

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作  者:边圣杰 贾鑫 喻成龙 鲁美娟[1] 赖发英[1] 李丹萍 BIAN Shengjie;JIA Xin;YU Chenglong;LU Meijuan;LAI Faying;LI Danping(School of Land Resources and Environment,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China)

机构地区:[1]江西农业大学国土资源与环境学院,江西南昌330045

出  处:《聊城大学学报(自然科学版)》2024年第3期42-52,共11页Journal of Liaocheng University:Natural Science Edition

基  金:国家自然科学基金项目(52160009);江西省自然科学基金项目(20212BAB213017);江西省农业重点核心技术研究项目(JXNK202307-03)资助。

摘  要:流动电容去离子(Flow electrode capacitive deionization,FCDI)技术是一种用于污水处理的高效脱盐技术。由于流动电极浆内活性物质的导电性低,抑制了FCDI的电流效率和脱盐性能。因此,通过引入生物碳材料如碳化细菌纤维素(Carbonized bacterial cellulose,CBC)、碳化几丁质(Carbonized chitin,CCH)和碳化秸秆(Carbonized straw,CSW)作为导电剂加入流动电极,以提高活性材料[活性炭(AC)]的利用率。研究发现:在施加电压为1.8 V和盐水浓度范围为1.01~35.00 g/L的条件下,质量分数为5%的AC中加入质量分数为0.25%的CBC的除盐率为1.26~5.92 mmol·L^(-1)·(m^(2)·s)^(-1),高于质量分数为5%的AC的除盐率[0.09~2.58 mmol·L^(-1)·(m^(2)·s)^(-1)]。电化学和物理表征分析进一步表明,与引入球形炭黑颗粒(Carbon black,CB)相比,CBC可以更有效地在流动电极中形成相互连接的导电网络,从而提高流动电极的整体导电性。最后,所建立的FCDI系统在印染尾水脱盐中显示出良好的效果和应用潜力。Flow electrode capacitive deionization(FCDI)technology is an efficient desalting technology for wastewater treatment.However,low electrical conductivity of flow electrode slurry caused low current utilization rate and poor desalination performance.Therefore,the cellulosic biomass carbon materials such as carbonized bacterial cellulose(CBC),carbonized chitin(CCH)and carbonized straw(CSW)are introduced in flow electrode as conductive agents to improve the utilization rate of active materials(Activated carbon,AC).The results showed that the group of 5 AC with 0.25 CBC could obtain a higher salt ion removal rate(1.26~5.92 mmol·L^(-1)·(m^(2)·s)^(-1))than only group of 5 AC-only(0.09~2.58 mmol·L^(-1)·(m^(2)·s)^(-1))under saline water concentration ranged from 1.01~35.00 g/L at 1.8 V.Electrochemical and physical characterization analysis further revealed that the introduction of CBC can more availably generate an interconnected conductive network than spherical carbon black particles(CB)and thus enhances the overall conductivity of the flow-electrode slurry.Finally,the established FCDI system shows excellent performance and potential applications in the desalination of printing and dyeing tail water.

关 键 词:生物碳 电容去离子 导电剂 脱盐 流动电极 

分 类 号:X712[环境科学与工程—环境工程]

 

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