复极性固定床电解槽脱色研究

m 0 一 复极性固定床电解槽脱色研究 营 玉江 杨卫身 ———— — 。一——————一 (本溪市 本钢工学 院117000) (大连理 工大学 1160 12) 1998 年 l 1 月 【摘要 】 就 复极 性 固定床 电解槽 (BPBC ) 对水溶 性 染料 的 电解 脱 色进 行 1 实验 研 究。结 果表明，BPBC 通过 电氧化还原作 用可以威坏偶 氮、葱醌、三芳 甲烷、杂蒽 类、酞菁和金 属络 合 各 类染 料分 子结 构 中的发 色共 轭 体 系 ，而使 染料 降解 脱 色 ；BPBC 电解 可使 酞 菁染 料 和金 属络 合染 料 分 子 结 构 中 的配 价 键 离解 ，并 击 除 整 合 态 重 金 属 ( 铜 或 铬 ) ；BPBC 电 解 还 具 有脱 氮 作 用 ；染料 的分 子 结构及 其 空间 构 型对 其 电解 行 为 有影响 。 【主题词】堕查 堡 兰皇 里堡 【中圉法分类号】 TSl O9 1 前言 BP8C 染料 废 水～ 般色 度很 高 ，组成 复 杂 ，有 机 物 含量高 ，水质 、水量变化大 ，难以有效处理 。随着 染料 废 水排 放规 定更 加严 格 和水 循环 回用 日趋 重要，需要研究更为有效的方法用于废水 的深 度处 理 。 复极性固定床 电解槽( Bipolor Packed Bed Cell，简称 BPBC)是 一种 电极复极化 的三维电 化学反应器，最初是用 于有机 电合成 。由于 BPBC 拥 有 很 大 的 比 电搬 面 积 ，每 个 复 极 单 元 的 间 距小 ，因而 具 有 很 高的 电解效 率 。 为探 讨 BPBC 对 染 料 废 水 的 脱 色 作 用 ，我 们 通 过 考 察 BPBC 对各种不同化学结构类属的水溶性 染料 的电解脱色效果 ，揭示其脱色机理 ，为以后 BP— BC 用于处 理染料废 水提供理论依据 和应用基 础 。 实验 中，我们从 染料的化学结构类属 出发 选用 了 27 种水溶性染料( 其化学结构式载于文 献 )作为处理对象，具有较充分的代表性 。包 括 偶氮 、蒽 醌 ，三 芳 甲烷 、杂 蒽类 酞 菁 ，1 ；1 型 和 1 t 2 型金属络合染料，基本涵盖了 目前最常 用 的染 料类 别 。 2实验 设 备 与 方 法 本实验所采用的复极性 固定床电解槽为同 心圆柱型，有效体积 ZL 。以石墨棒和钢筒为馈 电电极 ，分别与直流稳压 电源的正 、负极相接。 两主电极之间的填充物系 由导电颗粒和绝缘颗 粒组成的混合填料，比例 为 1 =4。实验装置流 程如 下 图所 示 。 r 一十— 囤BPBC 脱色 实验 装置流程示意 A一原水 储槽 }B．计 量 泵 IC 一流 量计 }D-B PBO }E一出 水储槽 }F一直流稳压 电源 配 制 27 种 染 料 ( 见 表 1) ，浓 度均 为 200 mg／L ，分别进行 电解处 理 处理条件为槽电压 30 V ，空塔停 留时问 2 h，主 阳极 电流 密度 l4 A ／m 。对于每种染料溶液反应器均 动态方式 运 行 6 h，莲 续 进 水 ，出水 不 回流 。 每 小 时取 出 水样进行’删定 ，测定结 果取 6 h 平均值 。 原水和出水的紫外 一可见吸收光谱用岛津 UV 一3100 紫 外 一 可 见 分 光 光 度 计 测 定 ．扫 描 范 围 20O～ 700 nm。用 72一 1 分光 光度 计在 染 坠 溶一 水一 维普资讯 http://www.cqvip.com 印染第二十 四卷第十一 期 料 的最太吸收波长( ) 处测 定原水和 出水 的 吸 收 值 (A ) ，并依 此 计 算 脱 色 率 。化 学 需 氧 量 (c OD) 、总 氮 (T N ) 、氨 氮 (N H N ) 、亚 硝酸 盐 氮 (NOt )分 别 采 用 重铬 酸钾 法 、纳 氏试 剂 光 度 法 、N 一( 1- 萘基 ) 乙二 胺光 度法 测 定 。 硝酸盐氮(NO —N) 采用 岛津 C —R7A 离 子色谱仪测定。重金属含量用岛津 AA 一646 原 子 吸收 分光 光度 计测定 。 表 1 2"1种染 料溶液 原水数据 3结果 与讨论 3．1染料溶液的电解脱色...