电化学催化氧化法处理生物难降解制药废水

1、实验部分

1．1 主要实验材料

(1)采集水样。

以苯酚为主的制药厂未处理废水。主要试剂：无水硫酸钠(分析纯)，硫酸(分析纯)，氢氧化钠(分析纯)

(2)仪器。

UV一3100型分光光度计，DH1718E一4型稳压稳流电源，RIGOLDM3058型数字万用表，精密PH计。如图1实验装置：电解槽(80mmx40mmx60mm)，有效容积为160mL，电板是由二氧化钌电极与钛衬底构成，电板的尺寸为40mmx30mm。0．05mol／L硫酸钠溶液作为电解液，0．5mol／L硫酸和氢氧化钠调节溶液PH，适当条件下进行降解实验。

1.2 研究方法

以苯酚为主的制药废水采用分光光度比色法在最大吸收波长270nm处测定吸光度，绘制标准曲线，折算成苯酚的浓度。

1．3 结果与讨论

(1)温度的影响

从20―50摄氏度调节溶液槽中的温度，研究体系中温度对电化学氧化过程的影响，实验选取三个温度点进行考察，三个温度分别为20摄氏度，室温(25摄氏度左右)，50摄氏度。通过研究可以看出，温度对电化学分解苯酚的速率有一定的影响。随着温度的升高，降解废水中的苯酚速率加快，但是所研究的三种温度条件的差异性并不大。

(2)电流密度的影响

电流密度与外加电压之间有密切的联系，在进行电化学反应过程中，可以通过提高外加电压获得高电流。在降解制药废水中的苯酚时，电流密度是一项重要的参考因素。通过研究发现，相同时间内，电流密度越大，残余苯酚的浓度越低，高电流密度的条件下，降解苯酚的速率越快。

(3)初始PH的影响

电解槽中的初始PH对电化学氧化过程也有影响，通过加入硫酸或者氢氧化钠调制电解槽中的溶液PH值为3和11。此外，PH值为7左右的原溶液也作为对比。实验结果表明PH为3和7的溶液中，降解效果几乎无差别。仅在PH为11的碱性溶液中，降解的效果略微好一些。在实际的应用中，PH的调节对电化学氧化降解没有大的促进作用。因此，考虑成本投入的情况下，可以不做考虑。

(4)电解质的影响

在研究电化学降解废水的实验中，电解质对降解过程有很大的影响。本实验中采用硫酸钠作为电解质来降解废水中的苯酚。通过实验可知，本实验考察了浓度为0．05和0．1M硫酸钠溶液。两种溶液的PH值均有所增加，最终溶液为碱性。在没有加入硫酸钠的废水中，体系的PH值最终呈酸性。通过考虑苯酚去除率的实验数据，可以发现高浓度的硫酸钠溶液对苯酚的去除效果最好，其次是低浓度的硫酸钠溶液，最差的结果是没有加入硫酸钠溶液。该结果证明电解质对电化学氧化降解废水尤为重要。

(5)初始苯酚浓度的影响

最后，考虑到不同含苯酚的废水中，苯酚的浓度并不一样。该实验又考察了初始苯酚浓度对电化学氧化降解过程的影响。通过浓缩与稀释的手段分别获得了两种不同苯酚浓度的废水溶液。另外加上原废水溶液，对比了三种不同初始苯酚浓度的废水溶液。实验结果表明浓度越大的废水溶液所需要的降解时间越长。从三条曲线的斜率可以发现，不同初始浓度的苯酚废水溶液的电化学氧化降解速率类似。这表明电化学氧化降解与初始苯酚浓度无关。

2、结语

本实验采用氧化钌电极进行电化学氧化含苯酚制药废水的研究。通过实验结果分析，该方法对废水中的苯酚有较好的去除效果。通过分析不同因素对实验的影响，确认如温度，电流密度和电解质浓度对电化学氧化降解有一定的促进作用。增加温度，电流密度和电解质浓度能够有效地提高苯酚去除率。而初始的PH和苯酚浓度则对降解没有作用。（来源：北京康基亚环境工程有限公司）