电化学法处理含酚废水的动力学研究

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1、电化学法处理含酚废水的动力学研究摘要：以实验研究为基础，探讨了含酚废水电化学处理的动力学规律，分析了曝气量、电解电压和支持电解质浓度对反应速率的影响。研究表明：污染物的电解氧化反应过程符合表观一级反应动力学规律，电解电压对电化学处理反应速率影响较大，而曝气量和支持电解质浓度对反应速率影响相对很小。关键词：电化学氧化；对氯苯酚；反应动力学；速率常数AbstractBasedonexperimentalstudiestoexplorethekineticsoftheelectrochemicaltreatmentofphenoli

2、cwastwater,analysisedtheamountofaeration,theelectrolysisvoltage,andtheconcentrationofsupportingelectrolyteonthereactionrate.Theresultsshowedthat:Theelectrolyticoxidationprocessofpollutantsreachedtheapparentfirst-orderreactionkinetics,elctrolysisvoltagehadamuchgreate

3、rimpactontheelectrochemicaltreatmentreactionrate,buttheaerationandsupportingelectrolyteconcentrationisrelativelyless.KeyWords:electrochemicaloxidation;p-chlorphenol;reactionkinetics;rateconstant1、前言酚类化合物是重要的化工原料和中间体，也是许多工业和企业生产的副产品。因此含酚废水的来源十分广泛，焦化厂、炼油厂、煤气厂以及煤油厂等在生产

4、过程中都会产生含酚废水，同时生产树脂等以酚类为原料的化工企业也会产生含酚废水[1]。酚类物质由于其化学结构，对周围生活的人群和动、植物都有严重的危害作用。相关研究表明，饮用水中的含酚浓度只有0.002mg/L时，就会影响人体健康。酚类对人类的危害可以分为直接危害和间接危害。直接危害表现为，人如果长期饮用含有酚类化合物的水，极易导致慢性中毒，出现头昏、耳鸣、头痛、腹泻、记忆力衰退、肝肾损坏以及各种神经系统的疾病，严重的会导致死亡。间接危害是通过农作物影响人类健康，当低浓度的酚类废水用于灌溉农作物，将会导致农作物的果实中富集一定量

5、的酚类物质，人要是食用了这些农作物，必然会对身体造成潜在的威害。此外，酚类废水的毒性还可抑制水体中其它生物的自然生长速度，破坏生态平衡[2-3]。综上所述，含酚废水对环境和人类健康造成极大的威胁，含酚废水污染尚未得到有效控制，引起社会公众的普遍关注，对难降解含酚废水的有效处理也已成为水处理领域的研究热点[4-8]。在我国已经将含酚废水作为首要解决处理的有毒有害的有机废水之一[9]。多年来，国内外学者对含酚废水治理做了大量的研究工作，并且研究出许多含酚废水的处理方法。目前，含酚废水的处理大体上可以分为物化法、生化法、电化学法等。

6、而由于电化学技术能在适当的控制条件下通过电极催化产生氧化性很强的羟基自由基，从而能有效降解有机物，克服常用的高级氧化技术投加氧化剂的缺陷，因此在含酚有机废水的前处理和深度处理方面有着极其广阔的应用前景[10]。本研究采用电化学法来处理含酚废水，并在实验研究的基础上，探讨电化学法处理含酚废水的动力学规律，以期为该技术的深入研究和应用提供参考。2、材料和方法CS501型超级恒温器（上海雷磁仪器厂）；100/150型计量隔膜泵（美国IDEX公司）；电化学反应器；8522型恒温磁力搅拌器（上海雷磁仪器厂）；25V-26A时间预置高精度

7、直流电源（河南来成电源器材厂）。配制1000mL含酚废水，全部转移到三颈瓶中，并通过超级恒温槽恒温，同时用隔膜计量泵模拟废水循环注入自制电化学反应器中，并打开恒温磁力搅拌器，使其在电解氧化开始之前废水处于恒温、均匀状态。然后在不同的电解氧化时刻取样，用4-氨基安替吡啉直接光度法测定样品中苯酚的含量。3、结果与讨论3.1动力学模型的建立在众多影响电化学反应速率的因素中，往往只有一两个因素起着决定性的作用，电化学反应速率主要由传质步骤或电化学步骤控制。如果忽略电极直接氧化，则电化学氧化降解过程主要由电催化产生的羟基自由基基攻击分类

8、物质分子（R），发生亲电反应，降解为产物（P）：（1）降解反应的速率方程式：（2）式中：t—反应时间；k—反应速率常数；c（R）—有机污染物的浓度；c（P）—降解产物的浓度；c（OH）—OH的浓度。在稳定的电催化系统中，可认为浓度为一常数[11]，则：（3）式中，为反应速率常