不同惰性填料复极性固定床电解槽处理对硝基酚钠废水行为比较

第 12 卷第 2 期 2006 年 5 月 电化 学 E U阢 T RO C HEMIST R Y V 01．12 No ．2 May 20 06 文章 编号 ：1006-3471 (2006 )02 -0165-05 不 同惰性填 料复极性 固定床 电解槽 处理 对 硝 基 酚 钠 废 水 行 为 比较 郭士元 ’，张爱丽 ，周集体 ( 大 连理 工大学环境与生命学 院 ，辽 宁大连 1 16023) 摘 要 ： 分别 以磺化煤、果壳、PVC 塑料、回收旧塑料等 4 种密度与活性炭相当的惰性填料替代工程上广泛 使用的石英砂，结合适当的反冲洗解决复极性固定床电解槽( BPBC，bipolar packed bed cel1) 存在的电极污染 及填 料分 层问题 ．并 以含有 对硝基酚钠 的废水 降解实验考察其 应用的可行性 ．结果表 明，以回收 旧塑料及磺 化 煤作 为填料 的 BPBC 处理效 果优于石英砂 的 ，而果壳 、PVC 塑料 的与石 英砂 的处理 效果 相 当．反 冲洗后 ，以磺 化煤 、果壳 、PVC 塑料和 回收旧塑料作填料 的电解槽再生率 均大于石英砂 的． 关 键词 ： 复极性固定床电解槽( BPBC) ；惰性填料；反冲洗；对硝基酚钠 中图分类号 ： TQtS0．9，X788 文献标识码 ： A 复极性 固定 床 电解槽 ( BPBC) 是传统 二维平 板 电极 电解槽 的改进 和发展 ，它是在二维电极 的两 主极板间填充某种导电颗粒 ，并于导电颗粒间充填 非导 电材 料 ，以使 导 电颗粒相互 分隔 ，由于 BPBC 的电极表面拥 有 比传统二维电极更大的比表面积 ， 每个复极单元的间距小 ，有利 于传 质 ，因而具有更 高的电流效率． 向 BPBC 填充 的导电粒子均是导 电性 较好 的 物质 ，如金属颗粒 、石墨颗粒 、活性炭等 ，其 中，以活 性炭的效果最好 ⋯ ，应用也最广泛．绝缘粒子 目前 工程上应用最 多的是石英砂 ．石英砂 的绝缘性能很 好 ，用 它以使活性炭粒子分离开 ，可防止出现短路 电流．然而 由于活性炭 与石英砂 的密度相差较大 ， 经长时间运行后 ，难免 导致两者 分层 ，反而容易产 生短路 电流 ，导致 电流效率下降．为了解决填料 的 分层 问题 ，研究者 做 了一些新 的尝试 ，如用绝缘材 料涂膜活性 炭作 为绝缘粒 子来代 替石英砂 j．但 由于活性炭表面疏松 以致涂膜与活性炭接合不牢 固，易于脱落而失效． BPBC 长期运行后 ，污水 中的悬 浮物 、有机污 染物及其转化物往往会吸附或沉淀在电极表面 ，导 致 电极污染 ，电流效率 随之下降．这可 以通过定期 的反冲洗来解决 ，但反冲洗又会加速填料的分层． 为此 ，本文设想采取减小导电粒子与绝缘粒子 密度差的办法 ，同时配合适 当的反冲洗来解决 以上 问题．并以硝基酚钠废水的处理实验结果 比较各种 绝缘填料应用的可行性． 1材料和 方法 1．1实验 装置 复极性 固定床 电解槽实验装 置流程如 图 1．其 中，BPBC 反应器 由有机玻璃制成 ，阴极 、阳极 均为 石墨电极 ，两极 板相距 9cm，各惰性填 料与活性炭 均按 2：1(体积 比)混合 ，装填体积 为 300 mL ；活性 炭及惰性填料实验前用原水 (对硝基酚钠废水 ) 饱 和．电源为直流稳压电源．气泵用于反冲洗． 1．2实验材料 活性炭、石英砂 、磺化 煤、果 壳、PVC 塑料、回 收旧塑料等各填料的实测湿 真密度依 次为 1．24 g · mL ～ 、2 ．60 g · mL ～ 、1 ．39 g · mL ～ 、1 ．2 1 g · mL ～ 、1．3 1 g · mL ～ 、1．26 g · mL 一 ． 本实验用 的对硝基酚钠废水来 自某化工厂 ，实 验时 ，用 自来水 将其 稀 释至 COD 约为 200 nag · L～，pH值为 1O～11 ，以 Na sO 作 为支持 电解质． 收稿 日期 ：2005．10．16 ，修 订 日期 ：2005-11-22 通讯作者 ，Tel：( 86-411) 84700804 ，E-mail：temple 718900 @yahoo．com．cn 维普资讯 http://www.cqvip.com · 166 · 电 化 学 2006矩 图 I 复极性 固定床 电解...