电催化氧化技术处理硝基苯废水的试验研究

2.5连续运行条件下硝基苯的去除情况

在同样的停留时间(40min)下连续运行，硝基苯的出水浓度及去除率见图6。

从图6可以看出，在连续运行条件下，当硝基苯的进水浓度在110mg/L～310mg/L之间波动时，硝基苯的出水浓度都在2mg/L以下，符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准中规定的硝基苯2.0mg/L的要求。

2.6硝基苯降解反应动力学的初步探讨

我们知道有机物的电催化降解主要是由羟基自由基作用的结果。其降解的反应速率方程可表示为：

-d[R]/dt=k[˙OH][R]

式中：R有机物分子;k为反应速率常数;[˙OH]为羟基自由基浓度。由于活性物质羟基自由基有很高的反应活性，假设处于假稳态，则有d[˙OH]/dt=0，从而[˙OH]=常数。这样，有机物浓度随降解时间的变化可用以下表观一级反应动力学关系式来表示：

ln(C0/C)=kt+a

式中：k为表观一级反应动力学速率常数(s-1);t为反应时间(s).

研究不同初始进水浓度和不同电流强度下的ln(C0/C)与反应时间t的关系，见图7和图8。

由图7和图8可知，在不同的实验条件下，ln(C0/C)与反应时间t基本成线性关系。

用一元线性回归方程对图7和图8中不同初始浓度和不同电流强度下硝基苯的相对残余浓度对时间t的相关性分析表明，一级回归方程的相关系数大于临界相关系数(R>0.95)，说明硝基苯浓度随降解时间的下降遵循表观一级反应动力学模型。一级速率常数K见表2和表3。表2和表3数据表明，在本实验反应条件范围内，硝基苯的氧化降解速率常数随初始浓度和电流强度的增加而增大。

应用spss软件分析图7和图8中的数据表明，在初始浓度为36.82mg/L和139.58mg/L下，时间对ln(C0/C)的相关性极显著(p<0.01)，在初始浓度为261.85mg/L下，时间对ln(C0/C)的相关性显著(p<0.05)。而在不同的电流强度下，时间对ln(C0/C)的相关性显著(p<0.05)。所以，在不同的初始浓度和电流强度下ln(C0/C)对时间的相关性显著，这就说明了初始浓度和电流强度对硝基苯的降解有较大的影响。

3结论

电催化氧化反应器处理硝基苯废水的实验研究表明：

(1)活性炭填充电极电解吸附法处理硝基苯废水，处理效果明显优于电解法、活性炭吸附法。

(2)该技术可以提高废水中硝基苯的去除率，电流强度和原水浓度对硝基苯的降解影响较大。随着电流强度增大，硝基苯的去除率相应增加。在本实验的条件下，当电流强度增大到2.0A时，硝基苯的去除率高达98%。硝基苯废水的原水浓度的提高有利于电催化反应的进行，同时硝基苯的去除率也有所增加，硝基苯废水在反应器中的停留时间也影响去除率，一般来说停留时间加长有利于去除率的提高。

(3)硝基苯的电催化氧化降解符合表观一级反应动力学模型。该技术对处理高浓度难降解有机污染物具有较好的发展潜力，通过进一步研究和完善可形成一项实用废水处理技术。

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