三维电极对水中染料降解脱色处理

《三维电极对水中染料降解脱色处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、李明玉等：三维电极对水中染料降解脱色处理307三维电极对水中染料降解脱色处理李明玉1，熊林1，张娜1，王建新3,1，方建章2,11.暨南大学环境工程系，广东广州510630；2.华南师范大学化学系，广东广州510630；3.河南科技学院化学系，河南新乡453003摘要：研究了在传统二维电解槽的铁板电极之间填充锰砂并鼓气搅拌，得到三相三维电极流化床反应器，对比两种反应器对酸性大红3R染色模拟废水降解脱色作用，考察了槽电压、支持电解质质量浓度、反应时间等因素对两种反应器处理染料脱色率的影响。实验表明，这些因素对酸性大红3R的降解脱色均有不同程度的影响，在相同条件下，三相三维电极流化床反应器比

2、二维电极电解槽的处理脱色速度快和处理效率高，在不同处理时间内，脱色率可提高30%～50%。紫外-可见光吸收光谱分析表明,该方法不仅能对酸性大红3R的生色基团进行降解脱色，且对萘环不饱和共轭体系也具有破坏降解作用。关键词：三维电极反应器；锰砂；酸性大红3R；偶氮染料中图分类号：X791文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）03-0305-04李明玉等：三维电极对水中染料降解脱色处理307随着轻化工行业的发展，染料化工和印染废水大量排放，对水环境造成了严重的影响。因染料种类繁多和成份复杂，使得染化和印染工业的废水处理难度较大，尤其在废水脱色处理方面，靠一般的生化法和混凝沉淀法

3、，往往难以达到预期的处理目的[1~4]。因此研究新的处理技术具有重要的实际意义。采用高级氧化技术[5~7]和电化学方法[8，9]对较难脱色的废水进行处理，可以达到良好的脱色效果，其中电化学水处理技术因一般不再在水处理过程中加入其它的化学药剂，使得该方法更具有环境意义。因此采用微电解、电解絮凝、电催化、三维电极法等电化学方法治理废水[10~13]引起了人们的广泛关注。这其中的三维电极法是一种新型的电化学反应器，又叫粒子电极(particleelectrode)或床电极(bedelectrode)。它是在传统二维电解槽电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料，由主电极供给电流，使装填的粒子工作

4、电极材料表面带电，成为新的复极电极，从而大大增加工作电极表面积，提高了水处理效率，显示了良好的市场应用前景。三维电极法在含金属离子的无机废水处理中已有较长时间的研究[11,14]，用于处理有机废水是近几年发展起来的[15~17]，其中对印染废水处理的报道较少。本文采用铁板和石墨电极分别做反应器的阳极和阴极，中间填充锰砂粒子电极，组成三维电极反应器，对含酸性大红3R染料的模拟废水进行处理，在适宜的操作条件下，达到了良好的降解脱色效果。1实验方法将配制好的一定量的30.0mg×L-1酸性大红3R（市售工业级）染料水溶液注入三维电极反应器H中（反应器如图1所示，自制，有效容积100mL），以2

5、.0g×L-1Na2SO4作为支持电解质。然后将反应器的阳极（普通铁板电极，厚度0.1mm，有效表面积10cm2）和阴极（石墨板电极，厚度1cm，有效表面积为10cm2）与SS1714型直流稳压电源(石家庄市无线电四厂)的正负输出端接通，在一定的槽电压下于三维电极反应器中进行脱色处理。在处理反应过程中，由ACO-009D型电磁空气压缩机（广东饶平市新力机电厂）产生的压缩空气，经反应器底部的进气管B通入反应器，并通过布气器C将压缩空气均匀地分布在反应器H中，气量控制在约1.0m3×h-1。每处理一定时间通过出水管D取出部分水样，经静置沉降澄清后用721型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司

6、)于酸性大红3R的主吸收波长处测定其吸光度，并依下式（1）计算脱色率。同时，根据需要再采用LengguangSpectrumlab54型紫外可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)，在200～800nm波长范围内对水样进行扫描，以对酸性大红3R的降解过程进行定性分析。为比较三维电极和二维电极的处理效果，也在二维电极反应器（除未填充锰砂粒子电极E外，其结构同图1）中，于相同条件下对水样进行处理和分析测定。（1）上式中，Et是处理到t时刻时，含模拟水样的脱色率；A0是原水的吸光度；At是处理到t时刻时，模拟水样的吸光度。2结果及讨论2.1槽电压对脱色率的影响在三维和二维反应器中,分别加入待处理

7、的酸性大红3R模拟废水，改变直流电源的输出电压分别处理10min，图2显示了槽电压与染料溶液脱色率之间的关系。从图2可以观察到当槽电压增加时二维电极和三维电极处理的废水脱色率都随之增大，但三维电极反应器的脱色效率明显大于二维电极。对于三维电极而言，在10李明玉等：三维电极对水中染料降解脱色处理307min的处理反应时间内，当槽电压在1.0～10.0V之间递增时，脱色率增加很快，当大于10V后，溶液的脱色率已经接近90%，此后脱色率随