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　　苯胺作為一種有機(jī)污染物，是對人體安康具有“致癌、致畸、致突變”的三致物質(zhì)。苯胺在環(huán)境中具有長期的殘留性，對公開水與地表水形成污染，被美國EPA列為優(yōu)先控制的129種污染物之一，也被列入“中國環(huán)境優(yōu)先控制污染物黑名單”中。目前，國內(nèi)每年生產(chǎn)苯胺80000t以上，其下游產(chǎn)品有150余種，全世界每年排入環(huán)境中的苯胺約為30000t。隨著化學(xué)工業(yè)的開展，苯胺的運(yùn)用需求及運(yùn)用量越來越多，進(jìn)入環(huán)境的苯胺也會越來越多，對環(huán)境形成的危害也會越來越大，因而展開對苯胺廢水的研討更具有直接理想意義。

　　苯胺是一種典型的難降解有機(jī)物，傳統(tǒng)的處置辦法比擬艱難，效率低，處置時間長。電催化氧化法是經(jīng)過陽極反響直接降解有機(jī)物，或者經(jīng)過陽極產(chǎn)生羥基自在基(•HO)、O3等一類的強(qiáng)氧化劑降解有機(jī)物，這種降解途徑使有機(jī)物最終合成CO2和H2O，不易產(chǎn)生有毒中間產(chǎn)物，更契合環(huán)境維護(hù)的請求。它具有處置時間短設(shè)備簡單、操作費(fèi)用低、易自動控制等優(yōu)點(diǎn)。

　　因而本文主要研討電催化氧化處置苯胺廢水，所用的設(shè)備為自行設(shè)計(jì)，電極為自購，以鈦板為陰極，分別以外表鍍釕銥的實(shí)狀和網(wǎng)狀鈦板為陽極，來探求電催化氧化處置實(shí)踐工業(yè)苯胺廢水的效率并研討其最佳處置條件。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與資料

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備三維(3D)圖，如圖1(a)、(b)所示，是自行設(shè)計(jì)與組裝，參數(shù)如下：電解槽為有機(jī)玻璃粘制而成，規(guī)格：長18.5cm、寬15cm、高18.5cm，總理論體積為5L，底部平均散布六個曝氣頭。自制電極：陰極為鈦板陽極為鈦板外表鍍上釕銥(陰極陽極兩套分別為實(shí)板和網(wǎng)狀板，規(guī)格為15cm×15cm)。

　　1.2 水樣來源與水質(zhì)

　　實(shí)驗(yàn)廢水來自浙江省嘉興工業(yè)園區(qū)某印染廠排放的污水，主要參數(shù)如下：

　　化學(xué)需氧量(COD)的值為2000～2400mg/L，pH值為4～6，苯胺的濃度為65～75mg/L，色度為100～150倍。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)辦法

　　取適量廢水于裝置好陰陽極的電解槽中，堅(jiān)持曝氣，待其平均混合，再開啟直流電源，在設(shè)定的時間點(diǎn)停止取樣測試苯酚濃度和COD大小。

　　1.4 剖析辦法

　　廢水的COD應(yīng)用COD快速測定儀測定(哈希)，pH值采用pH計(jì)測定(pHS-2F)，苯胺濃度采用國標(biāo)法。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 單要素確實(shí)定

　　經(jīng)過單要素實(shí)驗(yàn)，分別調(diào)查電極板的外形、pH值、電解質(zhì)NaCl、電流密度，對處置效果的影響。

　　2.1.1 電極板構(gòu)造對處置效果影響

　　首先調(diào)查電極板的構(gòu)造對處置效果的影響，分別用實(shí)狀電極和網(wǎng)狀電極處置實(shí)踐苯胺廢水，苯胺的濃度為70mg/L，pH為5.41，電流密度為25mA/cm2，電解質(zhì)(NaCl)的濃度為4g/L，處置結(jié)果見圖2

　　經(jīng)過察看圖2可知在處置前30min內(nèi)，無論是從苯胺還是從COD去除效果網(wǎng)狀電極都明顯優(yōu)于實(shí)板電極。關(guān)于苯胺的處置效果60min后去除率均接近100%，但關(guān)于網(wǎng)狀電極所需的時間少，節(jié)約本錢。與苯胺的去除率相比，COD的去除效果更為明顯。從0～60min網(wǎng)狀電極對COD的去除率都明顯優(yōu)于實(shí)狀電極，60min后網(wǎng)狀電極對COD的去除率到達(dá)60%，而實(shí)板電極對COD的去除率為42%。

　　電極的構(gòu)造不同，苯胺和COD去除效果存在一定的差別，實(shí)驗(yàn)標(biāo)明網(wǎng)狀電極的處置效果更具優(yōu)勢。網(wǎng)狀電極在降解苯胺廢水的效率上表現(xiàn)更好，可能緣由是其和尖端效應(yīng)(電場散布平均，不規(guī)則的尖端處場強(qiáng)最大，由于冷核聚變產(chǎn)生真空能)有關(guān)。因而后面的實(shí)驗(yàn)將以網(wǎng)狀電極為主。

　　2.1.2 pH對處置效果的影響

　　在實(shí)及苯胺工業(yè)廢水處理中，苯胺的濃度為70mg/L，電流密度為25mA/cm2，電解質(zhì)(NaCl)的濃度為4g/L，分別在不同pH的條件下，來探求pH對苯胺和COD的去除率的影響。

　　經(jīng)過圖3(a)可知：在pH3.71～11.30的丈量中發(fā)現(xiàn)，電催化氧化20min，苯胺去除率均可到達(dá)95%以上，其中pH在5.41左右最高，到達(dá)99%。這可能與ClO-在不同pH存在的形態(tài)有關(guān)。在40min后，經(jīng)過丈量發(fā)現(xiàn)苯胺的去除率均可到達(dá)99%以上，標(biāo)明ClO-在pH=5.41左右對苯胺的去除效果最佳。從圖3(b)能夠發(fā)現(xiàn)：溶液COD的值丈量發(fā)現(xiàn)，pH對COD的去除率也有一定的影響，在各個條件下處置60min后，pH=5.41時COD的去除率最高到達(dá)60%。

　　上述數(shù)據(jù)標(biāo)明在以陰極為鈦板陽極為鈦板外表鍍上釕銥在酸性的條件下處置實(shí)踐苯胺廢水的效果更好，且在pH=5.41左右處置對苯胺及COD的去除率效果最佳。

　　2.1.3 電解質(zhì)NaCl濃度對處置效果的影響

　　實(shí)驗(yàn)的反響條件：苯胺的初始濃度為70mg/L，pH=5.41，電流密度為25mA/cm2分別投加不同電解質(zhì)濃度，來探求電解質(zhì)濃度對苯胺和COD去除率的影響。其結(jié)果如圖4所示

　　經(jīng)過圖4(a)我們能夠發(fā)現(xiàn)前20min溶液苯胺的濃度差異很大，20～50min差異越來越小，到50min后苯胺的去除率均接近100%，緣由是開端一段時間內(nèi)活性氯產(chǎn)生量少，隨著反響停止，溶液中活性氯的量逐步增加，低濃度的氯化鈉溶液中也可以產(chǎn)生足夠量的活性氯和苯胺疾速發(fā)作反響，最終的去除率均可接近100%。由圖4(b)可知隨著NaCl濃度的升高，氯離子濃度增加，COD的去除率也在進(jìn)步，由于去除是活性氯和電極對苯胺及其降解中間產(chǎn)物協(xié)同作用的結(jié)果，氯離子濃度大有利于活性氯的產(chǎn)生，協(xié)同作用增強(qiáng)。

　　上述數(shù)據(jù)標(biāo)明在以陰極為鈦板陽極為鈦板外表鍍上釕銥處置實(shí)踐苯胺廢水投加適量的NaCl電解質(zhì)停止電催化氧化是有利的。

　　2.1.4 電流密度對處置效果的影響

　　實(shí)驗(yàn)的反響條件：苯胺的初始濃度為70mg/L，pH=5.41，電解質(zhì)(NaCl)的濃度為4g/L，分別改動不同的電流密度，來探求電流密度對苯胺和COD去除率的影響。其結(jié)果如圖5所示。

　　電流密度為單位面積的電量，電流密度增加也就是單位面積電量的增加，有利于溶液中活性氯的產(chǎn)生，增加了活性氯與電極的協(xié)同作用。經(jīng)過圖5(a)可知在反響的前30min內(nèi)，電流密度對苯胺的去除率影響較大，顯現(xiàn)為電流密度越大去除效果越好。30min后，苯胺的質(zhì)變的很少，電流密度的增加對去除效果的影響不大，且60min后的去除率均接近100%。

　　由圖5(b)可知隨著電流密度的增加，COD的去除率也隨之升高，但電流效率降低，電流密度為25mA/cm2，電解60min后，實(shí)踐苯胺廢水COD的濃度從2300mg/L降至910mg/L，COD的去除率為60.43%，電流效率為85.9%。當(dāng)電流密度增加到37.5mA/cm2，實(shí)踐苯胺廢水COD的濃度從2300mg/L降至800mg/L，COD的去除率為60.43%，但電流效率降落為44.3%。

　　所以從圖5可知當(dāng)電流密度為25mA/cm2時，已到達(dá)較高的苯胺和COD的去除率，繼續(xù)增加電流COD的去除率增加放緩，電流效率越來越低，增大能耗。

　　2.2 正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

　　分離工藝本錢及各單要素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，肯定3個程度，采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表布置實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1、表2所示。

　　經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，各要素對苯胺的去除率影響次第依次為：pH值>處置時間>電解質(zhì)NaCl的投加量>電流密度。

　　綜合上述單要素及節(jié)約本錢綜合結(jié)果剖析：電化學(xué)處置苯胺廢水的最優(yōu)條件pH值為5.41，處置時間為60min，電解質(zhì)NaCl的投加量為4g/L，電流密度為25mA/cm2。在最優(yōu)條件下反復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的均勻值見表3。

　　3、結(jié)論

　　(1)電極的構(gòu)造不同，對苯胺和COD去除效果存在一定的差別，網(wǎng)狀電極的處置效果更具優(yōu)勢，關(guān)于苯胺的去除網(wǎng)狀電極只需30min就可到達(dá)實(shí)狀電極60min的處置效果，關(guān)于COD的去除，60min后網(wǎng)狀電極對COD的去除率到達(dá)60.4%，而實(shí)板電極對COD的去除率僅為42%。

　　(2)以陽極為鈦板外表鍍上釕銥陰極為鈦板電催化氧化處置實(shí)踐苯胺廢水中，經(jīng)過正交研討了pH值、電流密度、處置時間、電解質(zhì)NaCl的投加量對苯胺去除率的影響，得出在處置實(shí)踐苯胺廢水中，各要素對苯胺去除率影響大小的次第為：pH值>處置時間>電解質(zhì)NaCl的投加量>電流密度。

　　(3)經(jīng)過單要素實(shí)驗(yàn)、正交實(shí)驗(yàn)并分離實(shí)踐本錢，得出處置實(shí)踐苯胺廢水的最佳工藝為pH值為5.41，處置時間為40min，電解質(zhì)NaCl的投加量為4g/L，電流密度為25mA/cm2，對苯胺的去除率到達(dá)99%，對COD的去除率到達(dá)60.4%。