| 电化学法处理高含盐的酸性红B染料废水的实验研究 |
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作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数： 更新时间：2006-5-11 21:19:16  |
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高含盐染料废水的处理，通常采用的方法有混凝法、活性炭吸附法、生化法等。用混凝法处理所产生的大量污泥容易造成二次污染；活性炭吸附法对废水进行脱色有着明显的效果，但不适合处理高浓度的有机废水。而采用生化法进行处理，易引起微生物活性的降低[3]，且难以对其进行有效脱色。电化学法作为一种环境友好技术，越来越受到人们的重视[4-5]。本文采用电化学法对高含盐的酸性红B染料废水进行了处理，研究了电解过程中各种影响因素，初步探讨了电解过程的机理。
1 实验部分
1.1 实验设备
JWY-30 B型直流稳压电源；电阻箱；电解槽；阴极：碳棒，阳极：碳棒；JB-1A型磁力搅拌器。
1.2 实验方法
配制含盐的酸性红B染料废水，其中NaCl的浓度为4×104mg/L，酸性红B的浓度为200 mg/L。取一定量的废水在一定的电解电流下电解一定的时间，取样测定其色度和CODCr。
2 结果与讨论
2.1 实验原理
电极上的反应 阳极：2Cl-2e-->Cl2
Cl2+H2O-->HClO+HCl，
OH-离子扩散到阳极周围的液层中和次氯酸反应生成ClO-:HClO+OH-->H2O+ClO-，
在ClO-逐渐积聚时的下一步过程，可以看作是获得氯酸和O2的电化学过程：12ClO-+6H2O-12e-->4HClO3+8HCl+3O2，
OH-离子直接在阳极失去电子，同时放出氧气： 4OH-4e-->2H2O+O2，
阴极：2H++2e-->H2
Na++OH--->NaOH，
两极上产生具有氧化还原性的物质，能够有效地将染料分子氧化或者还原而降解脱色。
2.2 电解时间对色度及CODCr的影响
取含盐的酸性红B染料废水在电流强度为2.05A的条件下进行电解，取电解后溶液20mL，测定其色度和CODCr。
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由图1、2可以看出，随着电解时间的延长，色度和CODCr有着相同的变化趋势，脱色效果越来越明显，而且其CODCr也越来越低。这是由于自由氯的氧化作用逐渐加强，并且我们由图可以看出2min前的变化较之其后的变化更加明显，因此，在本实验中电解时间达2 min即满足要求。
2.3 电流强度对色度及CODCr的影响
在电解同样时间（2min）的情况下，操作步骤同2.2，在不同电流强度下进行电解实验，结果见图3、4。
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图3、4表明，在同样的条件下，电流强度越大脱色速度越快；电流强度越大，CODCr去除率也越大。
但我们同时也发现当电流强度达到一定的程度后，CODCr和色度的去除出现相对稳定的状态，这可能是电解出的HClO与有机物进行了取代反应，形成了有机氯化物，而该有机氯化物不易被电解破坏，使CODCr和色度值不再降低。
2.4 pH值对色度和CODCr的影响
采用H2SO4或NaOH调节废水的pH值，进行电解实验，结果如图5、6所示。
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由图5、6可以看出，酸性条件下含盐的酸性红B废水的脱色速率最快、CODCr的去除率最高。出现以上现象一方面是由于在酸性条件下酸性红B主要以分子形式存在，非质子化的有机物分子具有较高的电活性，另一方面也是由于在酸性条件下电解过程中产生的Cl是以氧化能力较强的氧化态存在的。
2.5 不同极间距对脱色效果和CODCr去除率的影响
在电解相同时间，电解相同体积溶液的情况下，改变极间距，实验结果如图7、8所示。
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由图7、8可以看出，随着极间距的增大，脱色效果越来越不明显，CODCr的去除率也越来越低。这是因为极间距的增大，相对地减弱了电解电流的强度。
3 结论和建议
结合实验和分析讨论，可以得出以下结论：
（1） 电化学法对于CODCr和色度的去除均得到很好的效果，由此表明电化学法处理高含盐染料废水的可行性。
（2） 色度和CODCr的去除随着电解时间的延长效果愈加明显；改变极间距对色度和CODCr的去除是有影响的，极间距越小，色度和CODCr的去除效果越好。
（3） 酸性条件有利于含盐的酸性红B染料废水的脱色和CODCr的去除，且效果十分明显。
（4） 提高电流强度可以加速含盐的酸性红B染料废水的脱色和CODCr的去除过程。
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