強制電化學(xué)在污水處理中的機理研究.pdf

1、硝基芳香烴廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、炸藥、多聚體以及其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn),它們通過多種途徑進入環(huán)境,對土壤、水體及沉積物等造成污染。因此,如何減輕和消除這類化合物對環(huán)境的污染,日益引起人們的關(guān)注。本文用電化學(xué)方法處理鄰硝基氯苯和硝基苯,通過多組數(shù)據(jù)控制參數(shù),由實驗結(jié)果找出最佳的運行參數(shù)。研究可降解目標(biāo)污染物的降解機理及歷程,并對電解后的廢水進行可生化性的考察。得到的研究結(jié)果如下:
　　 電極在電化學(xué)反應(yīng)器中處于“心臟”地位,因此

2、,在電解鄰硝基氯苯和硝基苯廢水實驗中首先進行了電極材料的選擇實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在陰極的選擇上鉛是最好的,在陽極的選擇上,單從有機物的去除率方面考慮鐵板是效果最好的,這是由鐵本身既有還原性又有催化性的特性決定的。
　　 為了找到最佳電解條件,實驗進行了各電解條件的單因素實驗,在單因素實驗的基礎(chǔ)上又進行了正交試驗。最終結(jié)果表明:電解過程中各因素影響有機物降解的大小次序是電流、pH值、電壓、停留時間。各因素的最佳值分別為:時間為40mi

3、n,電壓為15V,電流為0.45A,pH為3.5。最佳值條件下有機物的去除率均達到100％。另外,實驗證明電解鄰硝基氯苯和硝基苯過程中主要依靠電量的積累,電壓的影響不大,因此,實際工程中可根據(jù)具體需要選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,減小電解電壓從而降低對設(shè)備的要求。
　　 通過對有機物的電解機理進行研究發(fā)現(xiàn),鄰硝基氯苯在電解過程中主要發(fā)生的是電還原反應(yīng),電解產(chǎn)物主要為鄰氯苯胺,另外含有少量的鄰氯苯酚。硝基苯電解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物有苯胺、對氨基

4、酚、對硝基酚、對苯二酚、馬來酸等,其中苯胺占主要部分,說明硝基苯在電解過程中主要發(fā)生的仍是電還原反應(yīng)生成苯胺,苯胺再轉(zhuǎn)化成其他有機物,以致最終被徹底氧化。
　　 在生化實驗階段由于鄰氯苯胺也是毒性較大的有機物,所以降解后的鄰硝基氯苯仍無法啟動生化,其進一步的降解方法有待于進一步研究。而電解后的硝基苯廢水的生化性很好,本文進行了污泥馴化實驗,馴化好的污泥在滿足實驗要求后用本實驗室已研究成熟的維生素C作為共代謝基質(zhì),對電解后的廢水進

5、行了共代謝處理,結(jié)果表明,電解后的廢水生化性有明顯的提高,實驗中采用等負荷下不同廢水濃度時CODa/COD的比值作為衡量廢水可生化性的指標(biāo),在初始COD濃度不同的情況下,CODa/COD都在60％左右,因此可以說明電解后廢水的可生化性良好,處理后的廢水能夠達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 另外,實驗作了不同電解質(zhì)的影響實驗,發(fā)現(xiàn)在電解鄰硝基氯苯時用NaCl作電解質(zhì)除了降解速度比用Na2SO4快外沒有其它的差別,因為鄰硝基氯苯發(fā)生的是電還