1. 研究目的与意义
本课题研究以三维电极催化氧化技术为核心，探讨三维电极技术在电催化降解模拟农药化工废水中的可行性与机理研究。
通过自制三维电极反应装置处理农药化工模拟废水，研究其降解复杂大分子污染物的动力学过程及反应机理，优化反应的工艺参数；并对实际废水的降解效果和应用性进行思考分析。
重点考察不同反应参数下二维电极与三维电极的催化氧化能力,为高浓度难降解化工废水提供新的技术参考和理论依据。
2. 国内外研究现状分析
近年来，中国的工业经济发展十分迅速，环境污染问题也日益严峻，随着2015年新环保法的实施，将环境保护与污染治理上升到了新的高度。《水污染防治行动计划》（简称水十条）的制定也将全面控制污染物排放，专项整治造纸、印染、化工等十大重点行业，集中治理工业集聚区污染。近期曝光的抗生素污水偷排事件、腾格里沙漠化工园区污染问题等均对化工难降解废水的治理技术提出了更为严格的要求。农药废水具有有机物浓度高、难降解（废水中的有机化合物不易生物降解）、成分复杂（含有各种结构的中间体或副产物）、毒性大（含有酚类、氰类化合物等有毒有害物质）、含有大量无机盐等特点，属于高浓度难降解有机废水，是水污染治理的重点和难点[1]。因此，探索一种实用、经济、高效的农药废水治理新技术是十分必要的。
目前针对这类难降解有机废水的处理，有诸多研究者对其进行深入地研究。常见的工艺技术有fenton氧化法、电催化氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法以及铁碳微电解法等。另外还有多种方法的组合工艺，可以更高效的处理农药化工废水。cecile[2]等人对乙拌磷、丙胺磷、氯唑磷和溴丙磷4种有机磷农药进行降解,并确定了其光降解产物,建立了动力学方程。吴慧芳[3]等采用微电解与fenton试剂预处理农药废水，在ph为2~2.5时，经微电解处理后，b/c比值在0.45以上，可生化性提高；fenton试剂对综合农药废水cod去除率为60%左右，色度去除率接近100%。apostolos vlyssides[4]等人以ti/pt电极，分别降解二甲硫吸磷、倍硫磷、甲基内吸磷、甲胺磷四种有机磷农药，其中倍硫磷的降解率在60%以上，其他三种农药的去除率也都超过了50%。王利平[5]等用us/臭氧进行了乐果农药废水的处理，在最优条件下能去除废水29.06%的cod，且b/c从0.20提升至0.35，得到了良好的预处理效果。虽然上述工艺对农药的去除均具有一定的效果，但普遍存在催化氧化效率低、处理成本高、易造成二次污染等问题。
近年来，随着传质理论、材料科学的研究进展，电催化氧化技术在重金属离子的去除、有机废水处理领域都取得了重要的成果。传统的二维电极由于受到电极面体比小，单位体积处理量小，以及电流效率低等因素的制约，很难在工程应用中取得突破性进展。三维电极(three-dimension-electrode)[6]是一种新型电化学反应器，又称粒子电极（particle electrode)，是在传统二维电解槽电极间填充粒状或其它碎屑状电极材料，使装填电极材料表面带电，成为新的一极，并在粒子电极表面发生电化学反应。相较于二维电极，它的面体比极大增加，且粒子间距小，物质传质效果极大改善，电流效率得到显著的提高。对于三维电极技术处理高浓度难降解有机废水，国内外研究者进行了广泛的研究[7-9]，但关于电极表面实际反应历程、反应动力学、热力学均缺乏深入研究；在实际应用方面，仍需探索提高电流效率的有效途径，降低处理费用。因而深入研究三维电极催化氧化的反应机理，构建反应的动力学模型；优化反应器设计以及各项工艺参数，改进填料、电源方式等，具有重要的研究意义和应用价值。
3. 研究的基本内容与计划
1. 研究内容
1、配置浓度为300mg/l的模拟农药废水，分析其水质特征，测量cod。
2、采用二维电解法对废水进行电催化降解，以cod的降解效率为研究指标，通过改变极板间距、电流密度、ph、初始浓度、电解质投加量对去除效率的影响，寻找最优工艺参数。
4. 研究创新点
三维电极在电解槽内加入大量微电极，这些微电极是其他粒状或屑状工作材料，这样一来能有效增加电极面积和电解槽的面积比，提高单位槽体的处理量，提高电流效率与处理效果，具有大幅度提升处理效果，能耗低的特点。相比较于二维电极具有很大的比表面积，物质传至效果得到了极大改善，电流效率高，且能够很好地处理污水，大大提升污水处理效果
