三维电极方法降解模拟废水COD机理研究.pdf

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1、三维电极方法降解模拟废水COD机理研究陈武，等三维电极方法降解模拟废水COD机理研究陈武，李凡修，梅平（江汉石油学院化学工程系，荆州434102）摘要：采用细胞色素C法和Ti（!）-5-br-PADAP法证实了三维电极降解废水COD过程中有活性物质H及·OH自由基的存2O2在；采用红外光谱对废水处理前后的有机物结构进行了研究。并对三维电极方法降解废水COD的机理进行了探讨。关键词：三维电极；废水处理；COD降解；机理研究中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-6504（2002）0

2、1-0011-03目前国内外对三维电极处理金属废水的机理研究UV-754型分光光度计测定吸光度。根据实验数据得已形成定论，但对有机废水的降解机理有不同看法：一到H2O2标准溶液（浓度0.2"10#M）的标准曲线方程是电解过程中产生的氧化性极强的·OH（电极电位为：A=0.0075+0.0098C。2.8V），使有机物氧化分解；二是电解过程中同时形成2.1.2电解时间与H2O2浓度关系的氧化性极强的O所起作用；三是部分有机物在阳取不同电解时间的废水样，测定不同电解时间时3极上被直接氧化；四是电解槽

3、中的溶解氧被还原成H2O2的浓度以及不同H2O2浓度时的COD去除率，H2O2对有机物产生氧化作用或者是各种效应兼而有实验结果见图1、图2。之。以及对每种效应在有机物降解中所起作用大小也尚未明确［1"10］。针对上述情况，本文用实验方法对三维电极降解废水COD机理进行了研究。1实验方法1.1实验装置实验采用自制的三维电极，主电极是金属材料电图1电解时间对产生H浓度影响2O2解反应器。其容积为16.0（长）>12.0（宽）>8.4（高）（cm3）。1.2模拟废水实验采用常用泥浆添加剂配成模拟钻井废

4、水，其模拟钻井废水为0.06%80A51液。1.3活性中间体检测三维电极电解过程中活性中间体H及·OH自2O2图2产生H的浓度与COD去除率的关系2O2由基的检测。H的测定采用Ti（!）-5-br-PADAP2O2由图1和图2可知，废水经三维电极电解后，会产法［11］，·OH自由基的检测采用细胞色素C法［12］。生H2O2物质，且电解时间越长，H2O2浓度越大，COD1.4有机物结构分析去除率越高。废水处理前后有机物的结构采用红外光谱分析。2.1.3电解电流与H2O2浓度关系不同电解电流时水样中

5、H的浓度见图3。电2结果与讨论2O2解时间为50min。图3表明，电解后水样中H的浓2O22.1活性中间体H2O2的测定度随电解电流的增大而增大，因此废水COD的去除率2.1.1标准曲线方程也随电解电流的增大而增大。配制浓度在0.2"10范围内的H标准溶#M2O22.2活性中间体·OH的测定液，采用Ti（!）-5-br-PADAP法在波长为561nm处用2.2.1电解时间与·OH自由基量的关系取不同电解时间的水样，按细胞色素C法检测作者简介：陈武（1968-），男，硕士，讲师，主要从事油气田环境

6、保护方面的教学和科研工作。·OH自由基，测定结果列入表1。·11·第25卷第1期2002年1月酸性体系：O+2~++2e!~O（1）222碱性体系：O+~O+2e!~O~+O~~（2）222~O~+~O!~O+O~~（3）2222~2O2作为传递电子的媒体，在金属催化剂（金属电极）的作用下产生·O~。酸性体系：Mred+~O+~+!MOx+·O~+~O222（4）图3电解电流对产生~2O2浓度的影响碱性体系：Mred+~O!MOx+·O~+O~~（5）22表!电解时间与·"#自由基量的关系~O~

7、~e!·O~（6）电解时间ACOD2.3.2三维电极降解COD机理探讨（min）550nmAAAC（HM）去除率（%）活性物质~2O2分子中含有过氧基，无论是在酸100.14300（未检出）12.27性介质或碱性介质中都具有氧化性，并且其还原产物300.14100（未检出）20.86是水，不会带来新杂质；而·O~的电极电位达2.8V，500.1280.0120.5787.12700.1130.0271.29100具有极强的氧化能力，它可氧化许多有机物，消除有机900.1080.0321.5310

8、0物污染。现以三维电极电解80A51体系为例，分析活注：1）处理前水样CODcr=321.76mg／L，2）cyt·c（I）的本底值性物质~2O2和·O~降解80A51废水的反应过程。由A550=0.140于80A51液p~=9.45，因此反应体系为碱性体系。由表1所知，废水在经三维电解处理后，确实有·（1）~2O2和·O~的产生~~O~自由基产生，且·O~自由基量的多少随电解时间O2+~2O+2e!~O2+O~~~的延长而增加，同时废水COD去除率也随·O~自由~O2+~2O!~2O2+O~基