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复极性三维三相电极处理印染废水的研究

来源:印染在线 发布时间:2012年05月03日

印染行业是我国水污染较严重的工业部门之一。印染过程中产生的染料废水是纺织工业污染的主要来源.据统计[1],全国印染废水排放量约占整个工业废水的,也是当前最主要的水体污染源之一.近年来,随着印染工业的飞速发展和后整理技术的进步,染料废水的年排放总量呈快速增长之势,新型助剂、染料、整理剂等被大量使用,使染料废水水质变化大,颜色加深,可生化性降低,高浓度染料废水COD值可达105mg/L,色度可达4000倍以上.[2]所含难降解有毒有机成分也越来越多,有些甚至含致癌、致突变、致畸变的有机物,对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大,成为国内外公认的极难处理的工业废水之一.[3]

电催化高级氧化技术特别是三维电极电化学技术已引起国内外学者的关注.[4]根据粒子电极的极性可将三维电极电解槽分为单极性和复极性电解槽.因单极性电解槽工作时需用隔膜将主阴阳极隔离,隔膜的使用不但需额外的费用,而且增加了工程应用的复杂性.所谓复极性三维电极即在传统二维电解槽电极间装填粒状物质并使之表面带电,成为新的一极即第三极,通过在主电极上施加电压,以静电感应使填充粒子复极化成为复极性粒子,即粒子一端成为阳极并发生阳极反应,另一端成为阴极而发生阴极反应.体系中的粒子群形成一个立体的电极,粒子之间构成无数个微电解池,电解产生的02在阴极上还原,产生H20同时反应体系催化生成能破坏染料分子结构的羟基自由基.三维电极的面积、体积比增加,粒子间距小,物质传质效果明显改善.但目前三维电极对有机污染物的电氧化速率还不高.[5-6]为提高对有机污染物的电催化氧化效果,本文设计了多电极填料床式三维三相电催化反应器,将反应与传质从固一液两相扩展到固一液一气三相,对印染厂的印染废水进行了降解试验,并探讨了影响脱色率和COD去除率的因素.

1试验

1.1材料及仪器

试剂:重铬酸钾(优级纯),邻菲罗啉、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、邻苯二甲酸氢钾、硫酸银、硫酸锰等(均为分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司).

材料:阳极为0Crl8Ni9Ti不锈钢板(太原钢铁集团公司),阴极为多孔石墨(南通扬子石墨有限公司),粒子电极材料为Ф4mm~5EITI圆柱型活性炭(品种TX408,比表面积900m2/g,上海唐新活性炭公司),水样(南通曙光染织有限公司,呈深蓝色,其中,染料主要成分为活性深蓝K-R,初始pH值为6.8,色度为1180倍COD为242mg/L,BOD/COD为0.23).

仪器:wYJ-4B直流稳压电源f南京航空航天大学电子工程系电子仪器厂),Tu-1901C双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),空气泵(中山市松宝电器有限公司),pHS-25数显pH计(上海精密科学仪器有限公司).
 

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