偶氮染料废水电化学氧化降解研究

摘要

随着经济的发展和工业化进程的加快，水污染已成为阻碍社会可持续发展的严峻问题。有毒、难降解废水的治理，因缺乏有效的治理方法，成为水处理领域内的重点和难点，也是当代环境治理亟需解决的重大问题之一。本课题在深入研究了国内外染料废水处理方法的基础上，选择以电化学技术为研究方向，对酸性大红3R模拟染料废水进行研究。
　　本文采用石墨为阳极，活性炭纤维(ACF)为阴极，在有/无隔膜电解槽中，对酸性大红3R模拟废水进行氧化降解研究。全面、系统地研究了曝气量、电流密度、电解质浓度、初始浓度、pH值等对处理效果的影响。研究表明：在有/无隔膜电解槽中，脱色率均随电流密度的增加而增加；随着曝气量和电解质浓度增加而呈先增加后降低的趋势；均随初始浓度的增加而降低，但绝对去除量是随之增加的；pH值对酸性大红3R的影响较大，酸性条件下的色度去除率高于碱性条件。在最佳条件下，隔膜电解槽中酸性大红3R染料的色度去除率为73.45％，COD的去除率为41.56％；而无隔膜电解槽中色度的去除率为98.26％，COD的去除率为50.27％。
　　对酸性大红3R染料的电化学降解反应动力学的研究表明，在有/无隔膜电解槽中，酸性大红3R的降解过程均符合一级反应动力学规律。同时，对不同影响因素对反应速率常数的影响进行了研究，结果表明：在有/无隔膜电解槽中，速率常数均随曝气量和电解质浓度的增加先增加后降低，受pH的影响较大，反应速率常数与电流密度、初始浓度成线性关系。
　　在紫外—可见光区，无隔膜电解槽和阴极区已无偶氮双键和芳香结构的特征吸收峰，表明在酸性大红3R染料分子降解中，有效地破坏了生色基团和芳香结构，使其生成了一些小分子化合物，甚至部分被矿化为CO2、H2O和硫酸根等无机物。而阳极区没有完全破坏酸性大红3R的偶氮发色基团，酸性大红3R没有完全被脱色。
　　本文研究工作表明，电化学氧化技术能够有效的降解酸性大红3R染料废水，并具有较好的稳定性。对有/无隔膜电解槽降解废水的实验研究，为深入探讨电化学降解污染物的机理提供了依据，也为电化学氧化技术在实际废水处理中的应用奠定基础。