鐵碳微電解、電解法、三維電極法處理含酚廢水的研究

1、引言

隨著焦化工業(yè)、印染行業(yè)的迅速發(fā)展，近年來，含酚廢水的排放量日益增加，其成分也越來越復(fù)雜，由于含酚廢水中的COD含量高，苯環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易分解，可生化性差，其中苯酚對生物處理法中的微生物生長不利，處理難度比較大。目前，許多學(xué)者就如何高效處理含酚廢水進(jìn)行了研究，特別是在鐵碳微電解法和三維電極法處理含酚廢水上取得了比較好的效果。本實(shí)驗(yàn)將對比電解法、鐵碳微電解法以及三維電極電解法的處理效果進(jìn)行分析。

2、電解法、鐵碳微電解法、三維電極電解法的概況概況

電解法作為一種較為成熟的水處理技術(shù)，近幾年廣泛應(yīng)用于印染廢水、制藥廢水等的研究，電解法具有很多的有點(diǎn)，尤其突出的是電解法設(shè)備化程度比較高。鐵碳微電解技術(shù)廣泛應(yīng)用于印染廢水的處理，它適用于處理PH值低、色澤深、毒性大、難降解的廢水，但是成本相對來說比較高。而三維電極法增大了工作電極的表面積，提高了電流效率和時(shí)空效率，加快了物質(zhì)的傳質(zhì)速度及反應(yīng)速度，降低了能耗，并且還具有處理設(shè)備簡單，操作容易，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和自動化，同時(shí)也易于與其它水處理技術(shù)聯(lián)合使用從而提高其去除效果和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，使其在有機(jī)廢水處理研究和應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。三維電極法在水處理領(lǐng)域應(yīng)用主要有：1.重點(diǎn)研究水處理中所需降解物質(zhì)。2.應(yīng)開展電流效率高，能耗低，催化、導(dǎo)電等性能良好的新型電極的研發(fā)。3.三維電極法與其它水處理技術(shù)聯(lián)用工藝的開發(fā)。

3、實(shí)驗(yàn)過程

以苯酚的去除效率為評價(jià)指標(biāo)，探究鐵碳微電解、電解法、三維電極電解法對苯酚廢水的處理效率。

3.1模擬苯酚廢水的配制。3.1量取300ml濃度為1.14g/L的苯酚溶液溶于1L自來水中，充分?jǐn)嚢琛?/p>

3.2模擬苯酚廢水的測定。取150ml模擬苯酚廢水，曝氣0.5小時(shí)，在曝氣完后，取出剩下的液體，調(diào)節(jié)PH為9左右，加入5%PAC溶液2.0ml，1滴0.1%PAM溶液，快速攪拌2min，再沉淀30min后，用注射器取上清液。若濃度過高時(shí)，取上清液稀釋至一定的倍數(shù)，用測COD值和苯酚含量。其中，測定苯酚時(shí)，取適量的水樣于50ml比色管中，稀釋至標(biāo)線，加入0.5ml緩沖溶液，混勻，此時(shí)PH值為10+-0.2，加4-氨基安替比林溶液1.00ml，混勻。再加入1.00ml鐵氰化鉀溶液，充分混勻后，放置10分鐘立即于510nm波長，用光程為20mm的比色皿，以水為參比，測定吸光度。

3.3探究不同的電解質(zhì)對實(shí)驗(yàn)的影響實(shí)驗(yàn)。分別在2個(gè)500ml燒杯中裝好電解裝置，先向開啟曝氣裝置1-2分鐘，分別加入50ml 10g/L氯化鈉溶液和10g/L硫酸鈉溶液，繼續(xù)曝氣1-2分鐘，加入模擬廢水并曝氣1-2分鐘，啟動直流電源裝置，調(diào)節(jié)電壓為10.9V，電流為0.20A左右，此時(shí)電極的電流密度為6mA/cm2左右，板間距為4cm，接著，曝氣并電解0.5小時(shí)，在電解0.5h后，取出剩下的液體，繼續(xù)曝氣30分鐘，接著，取出80ml溶液，調(diào)節(jié)其PH為9左右，加入2.00ml5%PAC溶液，1滴0.1%PAM溶液，快速攪拌2min，再沉淀30min后，用注射器取上清液。取上清液稀釋至一定的倍數(shù)，測其苯酚含量。

3.4電解法處理廢水實(shí)驗(yàn)。分別在3個(gè)500ml燒杯中裝好電解裝置，先向開啟曝氣裝置1-2分鐘，分別加入50ml10g/L硫酸鈉溶液，繼續(xù)曝氣1-2分鐘，加入模擬廢水并曝氣1-2分鐘，啟動直流電源裝置，調(diào)節(jié)電壓為10.9V，電流為0.20A左右，此時(shí)電極的電流密度為6mA/cm2左右，板間距為4cm，接著，分別曝氣并電解0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)，在電解后，取出剩下的液體，繼續(xù)曝氣30分鐘，接著，取出80ml溶液，調(diào)節(jié)其PH為9左右，加入2.00ml 5%PAC溶液，1滴0.1%PAM溶液，快速攪拌2min，再沉淀30min后，用注射器取上清液。取上清液稀釋至一定的倍數(shù)，測其苯酚含量。

3.5鐵碳微電解法處理廢水實(shí)驗(yàn)。分別向3個(gè)燒杯中加入200ml鐵碳粒子，先向開啟曝氣裝置1-2分鐘，再加水至150ml原水（此時(shí)水面距里鐵碳粒子1cm左右），分別曝氣微電解0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)；在微電解完后，取出剩下的液體，繼續(xù)曝氣30分鐘，在調(diào)節(jié)PH為9左右，加入2.0ml 5%PAC溶液，1滴 0.1%PAM溶液，快速攪拌2min，再沉淀30min后，用注射器取上清液。取若濃度過高時(shí)，取上清液稀釋至一定的倍數(shù)，測其苯酚含量。

3.6三維電極電解法處理廢水實(shí)驗(yàn)。分別在3個(gè)500ml燒杯中裝好三維電極電解裝置，先向開啟曝氣裝置1-2分鐘，分別加入50ml 10g/L硫酸鈉溶液，繼續(xù)曝氣1-2分鐘，加150ml原水，加150ml原水（此時(shí)水面距里鐵碳粒子1cm左右），啟動直流電源裝置，調(diào)節(jié)電流為0.25A，電壓為10.9V，板間距為4cm，電流密度為6mA/cm2左右，分別曝氣并三維電解0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)，在三維電極法處理后，取出剩下的液體，繼續(xù)曝氣30分鐘，在調(diào)節(jié)PH為9左右，加入2.0ml 5%PAC溶液，1滴 0.1%PAM溶液，快速攪拌2min，再沉淀30min后，用注射器取上清液，若濃度過高時(shí)，取上清液稀釋至一定的倍數(shù)，測其苯酚含量。

3.7三種處理方法處理后的苯酚去除效率圖

4、結(jié)論

（1）從實(shí)驗(yàn)的圖表數(shù)據(jù)可以得出，電解法、鐵碳微電解法、三維電極電解法這三種方法的苯酚去除效率與處理的時(shí)間成正比，處理的時(shí)間越長，苯酚的去除效率就越高。（2）通過三種方法的對比實(shí)驗(yàn)可以看出，電解法處理的苯酚去除效率最低，而且成本比較高；鐵碳微電解的苯酚去除效率在1.5小時(shí)左右比較理想，去除的效率可以達(dá)到80%以上，但是去除的時(shí)間比較長；三維電極電解法的苯酚去除效率均在60%以上，相對前面的兩種方法來說比較穩(wěn)定。電解法、鐵碳微電解法、三維電極電解法這三種方法均作為污水處理的預(yù)處理方法，三維電極電解法比較適合處理含酚廢水，但是成本比較高，鐵碳微電解法在處理苯酚的方面的效果也很好，但是時(shí)間比較長，所以在實(shí)際的運(yùn)用之中要選擇最適合現(xiàn)狀和處理的要求的方法。

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