電化學(xué)催化氧化法處理生物難降解制藥廢水

1、實(shí)驗(yàn)部分

1．1 主要實(shí)驗(yàn)材料

(1)采集水樣。

以苯酚為主的制藥廠未處理廢水。主要試劑：無水硫酸鈉(分析純)，硫酸(分析純)，氫氧化鈉(分析純)

(2)儀器。

UV一3100型分光光度計(jì)，DH1718E一4型穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，RIGOLDM3058型數(shù)字萬用表，精密PH計(jì)。如圖1實(shí)驗(yàn)裝置：電解槽(80mmx40mmx60mm)，有效容積為160mL，電板是由二氧化釕電極與鈦襯底構(gòu)成，電板的尺寸為40mmx30mm。0．05mol／L硫酸鈉溶液作為電解液，0．5mol／L硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH，適當(dāng)條件下進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)。

1.2 研究方法

以苯酚為主的制藥廢水采用分光光度比色法在最大吸收波長270nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，折算成苯酚的濃度。

1．3 結(jié)果與討論

(1)溫度的影響

從20―50攝氏度調(diào)節(jié)溶液槽中的溫度，研究體系中溫度對電化學(xué)氧化過程的影響，實(shí)驗(yàn)選取三個溫度點(diǎn)進(jìn)行考察，三個溫度分別為20攝氏度，室溫(25攝氏度左右)，50攝氏度。通過研究可以看出，溫度對電化學(xué)分解苯酚的速率有一定的影響。隨著溫度的升高，降解廢水中的苯酚速率加快，但是所研究的三種溫度條件的差異性并不大。

(2)電流密度的影響

電流密度與外加電壓之間有密切的聯(lián)系，在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)過程中，可以通過提高外加電壓獲得高電流。在降解制藥廢水中的苯酚時(shí)，電流密度是一項(xiàng)重要的參考因素。通過研究發(fā)現(xiàn)，相同時(shí)間內(nèi)，電流密度越大，殘余苯酚的濃度越低，高電流密度的條件下，降解苯酚的速率越快。

(3)初始PH的影響

電解槽中的初始PH對電化學(xué)氧化過程也有影響，通過加入硫酸或者氫氧化鈉調(diào)制電解槽中的溶液PH值為3和11。此外，PH值為7左右的原溶液也作為對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PH為3和7的溶液中，降解效果幾乎無差別。僅在PH為11的堿性溶液中，降解的效果略微好一些。在實(shí)際的應(yīng)用中，PH的調(diào)節(jié)對電化學(xué)氧化降解沒有大的促進(jìn)作用。因此，考慮成本投入的情況下，可以不做考慮。

(4)電解質(zhì)的影響

在研究電化學(xué)降解廢水的實(shí)驗(yàn)中，電解質(zhì)對降解過程有很大的影響。本實(shí)驗(yàn)中采用硫酸鈉作為電解質(zhì)來降解廢水中的苯酚。通過實(shí)驗(yàn)可知，本實(shí)驗(yàn)考察了濃度為0．05和0．1M硫酸鈉溶液。兩種溶液的PH值均有所增加，最終溶液為堿性。在沒有加入硫酸鈉的廢水中，體系的PH值最終呈酸性。通過考慮苯酚去除率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)高濃度的硫酸鈉溶液對苯酚的去除效果最好，其次是低濃度的硫酸鈉溶液，最差的結(jié)果是沒有加入硫酸鈉溶液。該結(jié)果證明電解質(zhì)對電化學(xué)氧化降解廢水尤為重要。

(5)初始苯酚濃度的影響

最后，考慮到不同含苯酚的廢水中，苯酚的濃度并不一樣。該實(shí)驗(yàn)又考察了初始苯酚濃度對電化學(xué)氧化降解過程的影響。通過濃縮與稀釋的手段分別獲得了兩種不同苯酚濃度的廢水溶液。另外加上原廢水溶液，對比了三種不同初始苯酚濃度的廢水溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明濃度越大的廢水溶液所需要的降解時(shí)間越長。從三條曲線的斜率可以發(fā)現(xiàn)，不同初始濃度的苯酚廢水溶液的電化學(xué)氧化降解速率類似。這表明電化學(xué)氧化降解與初始苯酚濃度無關(guān)。

2、結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)采用氧化釕電極進(jìn)行電化學(xué)氧化含苯酚制藥廢水的研究。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，該方法對廢水中的苯酚有較好的去除效果。通過分析不同因素對實(shí)驗(yàn)的影響，確認(rèn)如溫度，電流密度和電解質(zhì)濃度對電化學(xué)氧化降解有一定的促進(jìn)作用。增加溫度，電流密度和電解質(zhì)濃度能夠有效地提高苯酚去除率。而初始的PH和苯酚濃度則對降解沒有作用。（來源：北京康基亞環(huán)境工程有限公司）