新型两段式超声强化电化学方法降解染料废水
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发布时间：2014-01-13
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| 【中文关键词】 | 超声协同电化学氧化 两段式降解工艺 甲基橙染料废水 |
| 【摘要】 | 为探索超声协同电化学氧化的最优试验条件，以实现低耗、高效降解污染物，提出了电化学氧化-超声协同电化学氧化的新型两段式降解工艺，将其应用于甲基橙染料废水的降解。 |
| 【部分正文预览】 | 近年来，水污染加剧和能源匮乏已成为当今的热点问题，如何绿色节能并迅速有效地处理水体中的污染物质，一直是环保工作者努力探索的课题。超声协同电化学氧化是近年来发展的一种高级氧化技术，因其可以增强污染物的传质过程、加快反应速率，技术简便易操作等特点被应用于污染物的处理。 如Trabelsi 等报道了超声电化学降解苯酚[1]，与频率为20 kHz的超声波协同作用，75%的苯酚可以在10min 内被降解但会产生有毒的中间产物苯醌；目前对于超声增强电化学氧化的应用都是在整个反应过程中一直采用超声协同，对于超声和电化学优化组合的工艺还研究甚少。因此研究二者的有效组合对于这一技术的应用有着重要的指导意义。 染料废水具有有机物浓度高、色度高、无机盐含量高、成份复杂、可生化性差、脱色困难等特点，难以采用常规方法进行治理，且含有多种具有生物毒性或“三致”（致癌、致畸、致突变）性能的有机物，一直是工业污水处理中的难点，也是当前国内外水污染控制领域急需解决的一大难题[2]。因此本文针对染料废水尝试设计出电化学氧化与超声方法优化组合、高效节能的新工艺。首先在反应初期由于电化学氧化的电流效率较高，采用单独的电化学氧化降解高色度染料废水。由于电化学氧化的电流效率是随着反应时间逐渐降低的，在第2 阶段将超声引入反
应体系中，进行超声电化学协同氧化，获得高的电化学氧化效率，使得染料废水的TOC 大幅度降低。相对于整个电化学氧化过程一直采用超声协同的工艺，这种优化的工艺可以明显降低能耗，而且可以保持较高的电化学氧化效率。显然，这样一种快速、高效、节能特点的两段式超声电化学氧化新工艺是值得去研究探索的。
本文选取甲基橙作为模型污染物。这是因为甲基橙是一种难降解的有机物，其水溶液具有染料废水的典型特征，研究其降解效果对其它染料体系的催化氧化降解具有普遍的参考价值。与此同时，这种超声电化学氧化组合新工艺无疑要求所采用的电极材料必须兼备优良电催化性能。实验中我们采用具有电势窗口宽、析氧电位高、化学性能稳定的掺硼金刚石电极（BDD）作为工作电极[3-5]。本研究详细考察了新型两段式超声电化学氧化组合工艺在降解处理甲基橙染料废水中的应用。结果取得了预期高效的处理效果，并节约能耗，体现了节能的优点。本方
法为实现染料废水的降解提供了一种崭新的研究思路，有着重要的理论研究和实际应用意义。 |
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