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随着我国社会经济的发展，工业污染问题日益突出。其中，工业废水的治理问题已严重制约我国环保事业的发展，来源广泛、危害严重的煤化工含酚废水受到广泛关注。目前，传统的含酚废水处理方法主要包括萃取法、吸附法、汽提脱酚法、膜分离技术、高级氧化法和生物法等技术。而传统处理方法存在高能耗、高消耗、二次污染等问题。因此，开发一种低能耗、绿色环保的新型煤化工含酚废水处理技术，具有重要意义。
电控离子交换（ESIX）技术作为一种高效经济、环境友好的水处理技术，能够回收水中的目标阴阳离子。利用含酚废水高盐的特性，ESIX系统不仅能够将废水中盐离子回收利用，而且可以在电化学作用下分离废水中的苯酚。本文将ESIX技术应用于煤化工酚钠盐废水处理领域，系统地研究了ESIX技术以FeHCF涂层电极为组分在高浓度含酚废水处理中的操作参数、处理效果及能耗；研究了ESIX技术以λ-MnO2电极为组分在低浓度含酚废水处理中的操作参数、处理效果及材料表征。
首先，本文研究了ESIX系统在高浓度含酚废水处理中的应用。采用水热法制备了FeHCF纳米电活性材料，并通过SEM、XRD、CV、EIS、EQCM等表征手段分析了FeHCF材料的形貌结构、晶型特点和电化学性能。同时考察了ESIX系统处理含酚废水的原理，不同初始含酚废水浓度、不同电压对处理效果的影响，串联操作的处理效果及能耗。表征发现，FeHCF材料具有刚性立方体晶格结构，有利于Na+进出，并且Na+可以实现完全脱除，有利于FeHCF重复使用，用于串联操作。经对比选择发现，在最佳操作条件下，ESIX系统在FeHCF涂层电极五次循环的串联操作中，9.677Wh/mol能耗下可除去79%以上苯酚，2.083Wh/mol能耗下可产生pH值为12.84的NaOH溶液。
其次，本文研究了ESIX系统在低浓度含酚废水处理中的应用。通过酸蚀NaMn2O4前驱体材料得到λ-MnO2，并通过SEM、XRD、CV、EIS等表征手段分析了λ-MnO2电活性材料的形貌结构和电化学性能。同时考察了不同初始浓度、不同外加电压对ESIX系统在低浓度含酚废水处理效果的影响，以及λ-MnO2电极的循环稳定性。结果表明，-1.0V为最佳外加电压，ESIX系统对低浓度含酚废水的处理效果突出，超过97.2%的Na+和超过89.2%的苯酚得到分离，λ-MnO2电极的电化学稳定性优异，1000次循环伏安测试后仍保持104.46%的Na+归一化容量。
ESIX系统以FeHCF涂层电极为工作电极，在常温常压下电化学处理高浓度含酚废水，不仅可以分离回收废水中Na+生产NaOH，而且能够去除废水中的苯酚，具有能耗低、稳定性高的优点，有望应用于煤化工高浓度含酚废水的处理。煤化工含酚废水具有浓度梯度变化范围大的特点，λ-MnO2电极为组分的ESIX系统在煤化工低浓度含酚废水处理领域表现出优异的处理效果。
电控离子交换（ESIX）技术作为一种高效经济、环境友好的水处理技术，能够回收水中的目标阴阳离子。利用含酚废水高盐的特性，ESIX系统不仅能够将废水中盐离子回收利用，而且可以在电化学作用下分离废水中的苯酚。本文将ESIX技术应用于煤化工酚钠盐废水处理领域，系统地研究了ESIX技术以FeHCF涂层电极为组分在高浓度含酚废水处理中的操作参数、处理效果及能耗；研究了ESIX技术以λ-MnO2电极为组分在低浓度含酚废水处理中的操作参数、处理效果及材料表征。
首先，本文研究了ESIX系统在高浓度含酚废水处理中的应用。采用水热法制备了FeHCF纳米电活性材料，并通过SEM、XRD、CV、EIS、EQCM等表征手段分析了FeHCF材料的形貌结构、晶型特点和电化学性能。同时考察了ESIX系统处理含酚废水的原理，不同初始含酚废水浓度、不同电压对处理效果的影响，串联操作的处理效果及能耗。表征发现，FeHCF材料具有刚性立方体晶格结构，有利于Na+进出，并且Na+可以实现完全脱除，有利于FeHCF重复使用，用于串联操作。经对比选择发现，在最佳操作条件下，ESIX系统在FeHCF涂层电极五次循环的串联操作中，9.677Wh/mol能耗下可除去79%以上苯酚，2.083Wh/mol能耗下可产生pH值为12.84的NaOH溶液。
其次，本文研究了ESIX系统在低浓度含酚废水处理中的应用。通过酸蚀NaMn2O4前驱体材料得到λ-MnO2，并通过SEM、XRD、CV、EIS等表征手段分析了λ-MnO2电活性材料的形貌结构和电化学性能。同时考察了不同初始浓度、不同外加电压对ESIX系统在低浓度含酚废水处理效果的影响，以及λ-MnO2电极的循环稳定性。结果表明，-1.0V为最佳外加电压，ESIX系统对低浓度含酚废水的处理效果突出，超过97.2%的Na+和超过89.2%的苯酚得到分离，λ-MnO2电极的电化学稳定性优异，1000次循环伏安测试后仍保持104.46%的Na+归一化容量。
ESIX系统以FeHCF涂层电极为工作电极，在常温常压下电化学处理高浓度含酚废水，不仅可以分离回收废水中Na+生产NaOH，而且能够去除废水中的苯酚，具有能耗低、稳定性高的优点，有望应用于煤化工高浓度含酚废水的处理。煤化工含酚废水具有浓度梯度变化范围大的特点，λ-MnO2电极为组分的ESIX系统在煤化工低浓度含酚废水处理领域表现出优异的处理效果。