改善染料废水电化学处理效果的方法

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1、改善染料废水电化学处理效果的方法摘要本文研究了改变电解质浓度，温度，搅拌和电压的几种方法，以改善降解效果的染料废水中的电化学处理。此外，已经制备了纳米相TiO2催化剂和Co-Bi-PbO2/Ti阳极以加速颜色去除。温度的升高导致颜色去除的比例增加。对于电压，在低水平，其增加可以很大程度地增加颜色的脱除效果。电压达到3.0V左右后，其增加的效果迅速下降。电解质浓度和曝气对于颜色脱除的影响与电压相似。因此，使用高盐浓度，高电压，大电流降解有机污染物有利于提高处理效果。然而，这样的电解过程中提供的能量效率降低。非线性模型建立了评估电解质浓度和电压对颜色去除的

2、影响。该模型很好的符合了实验数据。该模型的仿真结果表明，电解降解最好在3.0V左右，0.01MNa2SO4时能效最高。另外，在催化剂或Co-Bi-PbO2/Ti阳极的条件下，不增加电流也会产生比原先高大约0.15倍的颜色去除率。将两者结合，它们可以产生比原先高大约0.22倍的颜色去除率。关键词：电解;染料;废水处理;模型;酸性红141.141.介绍由于大多数纺织废水具有色度高，pH值高且波动较大，COD高，生物毒性大，固体悬浮量大的特点，遇到的环境规定更严格的问题。目前已经采取了许多方法对这些废水进行脱色[1,2]。因为它组合变化大，传统方法多正在变得

3、不足以解决问题，电化学技术及其在废水处理方面的应用越来越吸引人们的注意，因为它的优点是脱色率高[3]。根据传统电化学和近期研究[5-7]，电解效应可能受电解液浓度的影响（电导率），pH，温度和电压，产生较高的初始量的NaCl和HCl改善了颜色和化学需氧量的去除（COD）。Zhou等[7]已经调查了电催化降解低浓度苯酚及其各种影响因素如电流密度，反应温度和电解液的盐度。加入K2SO4可能导致苯酚完成降解。结果表明，处理酚醛树脂废水是有希望的，加入K2SO4（1.0g·L-1）在pH5.6的条件下。用于电化学方法处理含有机污染物的废水的盐浓度和酸度含量明显

4、高于地方立法允许在河流排放点的水平[6]。从大量报道的研究成果中我们可以清楚的看到，大部分的调查说明使用高盐浓度，高电压和大电流有利于降解有机污染物。所以，在电解过程中提供的能量效率降低。因此，有必要建立一个评估模型来解释电解液浓度和电压对电解质的影响并找到其最佳利用参数。阳极氧化效率很大程度上依赖于电极材料。作为一个整体，氧化有机物的阳极应该具有高的析氧过电位。除此以外，大量的电流将被浪费以产生氧气。在过去，石墨经常在电化学处理的过程中被用作阳极，因为它比较经济，并能取得满意的效果。最近有关电化学氧化方法的研究已有报道用于氧气析出的高电势金属氧化物阳

5、极例如β-BO2/Ti，SnO2/Ti和Pt/Ti或Pt-Pd/Ti电极[8-10]。PbO2和类似的阳极在有机物氧化方面被认为可以有足够的电催化氧化性能[11]。大多数这些高析氧过电位的金属氧化物阳极可以带来满意的降解效果。Feng和Johnson[12]开发了Bi-PbO2/Ti电极提高其阳极氧气传递能力。伊涅斯塔等人[13]使用电化学方法用具有Bi掺杂二氧化铅电极，Bi-PbO2/Ti电极研究具有高苯酚含量-1000ppm的生物制药溶液。辛格等al。[14]开发了一种掺杂Co3O4的PbO2/Ti电极加强其稳定性。在研究影响电极材料对阳极氧化效率

6、时，将石墨阳极和一种高析氧过电位的金属氧化物阳极，Co-Bi-PbO2/Ti阳极，作为电极研究。14但是，电场中催化剂的存在也可以提高处理效果[15-17]。在电场中，加入许多多价金属离子来补偿氧化过程的作用[18]。陈和朱[19]使用金属氧化物处理三种类型的有机污染物，即苯酚，苯胺和di-M邻苯二甲酸盐废水。H2O2和·OH的存在已被证实在电解催化过程中起到很大作用。结果表明去除效率取决于在系统中的活性中间体产量。当H2O2产率增加时有机污染物可以被有效去除。在电化学过程以及光降解反应中可以使用半导体催化剂。在提出的几种方法中，由悬浮的无机半导体（即

7、TiO2）进行光降解催化近来受到广泛的关注，因为它产生的最终产品是无毒的，并且显示出较高的降解效率。二氧化钛是一种已被广泛研究的半导体催化剂，20世纪70年代TiO2电极已被用于降解4-氯苯酚染料[20,21]。纳米相TiO2的制备与应用已经被研究用以提高电解时催化剂的效率。上述影响因素，电解质浓度，温度，搅拌，电压，电极材料和催化剂对电解结果有很大的影响。因此，必须通过研究这些因素，找到如何操作才能使电化学处理更有效。在本研究中酸性红B（酸性红14，偶氮染料）用作模型染料进行电化学处理。1.实验材料和实验方法2.1电解装置图1给出了本研究中使用的电解

8、槽方案。在反应堆中间有一个主导板。空气是通过底部的入口泵入主导板下方。空气流和溶液流首先沿着电