D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.006 第27卷第6期 北京科技大学学报 Vol.27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 阳极等离子体电解处理高盐废水中的苯酚 韩伟1四何业东) 1)北京科技大学，北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室，北京1000832)吉林化工学院，吉林132022 摘要采用阳极等离子体电解处理高盐废水中的苯酚.研究了阳极等离子体产生的条件， 以及废水中盐的浓度、苯酚的质量浓度和处理时间对废水中COD去除率的影响.实验结果表 明，在苯酚质量浓度为0.2gL,NaC1浓度为0.4molL-的溶液中，施加90V槽电压，处理10 min,苯酚的去除率达100%：处理20min,废水的C0D值从0.464g·L-降到0.010gL,C0D去 除率可达97.8%，探讨了阳极等离子体电解处理高盐废水中苯酚的机理. 关键词等离子体电解：废水处理：苯酚：COD 分类号TD926.5 近年来，低温等离子体处理废液的技术引起 1实验方法 人们极大的关注，在处理废液过程中，低温等离 子体可以产生一系列物理、化学和生物等方面的 实验装置如图1所示，包括直流电源、废水处 效应，使该技术具有处理废液范围广、快速、高 理池（三口烧瓶）、回流冷凝管和冷却系统.其中 效、无二次污染等特点，特别适用于处理难降解 阴、阳极为铂片（阳极尺寸为12mm×3mm,阴极 有毒废液. 尺寸为14mm×8mm),电极间距为10mm.回流冷 目前，低温等离子体处理废液技术主要有高 凝管的作用是防止在处理过程中有机物挥发掉. 压脉冲放电和接触辉光放电两种方法.采用 阳极等离子体电解临界槽电压的确定：采用 这两种方法处理难降解有机废水都获得了一定 不同浓度的NaCI水溶液，逐渐提高电解池的槽 的效果，，但仍然存在一些不足.高压脉冲放电 电压，测出发生阳极微弧放电的最低槽电压. 技术还不能用于处理盐含量较高的有机废水：而 实验采用0.2~1.0gL苯酚+0.10.4molL-1 接触辉光放电技术由于受到电极尺寸的限制，处 NaCI的水溶液作为模拟废水，溶液体积为150 理废水的量较少， mL,在高于临界槽电压的条件下进行阳极等离 等离子体电解也是产生低温等离子体的一 子体电解废水处理，处理完毕后，将废水冷却到 种方法，它是指在电解过程中，当阴、阳两极之间 室温，取样分析废水中的苯酚浓度及化学耗氧量 的电压超过某一临界值时，在阳极或阴极表面发 COD值.水样中苯酚的浓度采用4氨基安替吡 生微弧放电，产生等离子体参与的电解过程副. 啉比色法，用7230G分光光度计分析；水样的 利用等离子体电解可以对材料进行表面处理，如 微弧阳极氧化和表面渗涂.采用阴极等离子体 电解过程，在合金表面获得了ZO2·YO陶瓷涂 层.通过等离子体增强电解过程，可以获得传统 电解过程不能发生的效应，因此等离子体电解技 0 术存在着巨大的发展空间.本文研究了在等离子 体电解过程中利用阳极微弧放电产生的等离子 铂电极 体处理高盐废水中苯酚的规律和机理， 收稿日期：2004-11-11修回日期：2005-06-29 基金项目：国家自然科学基金资助课题No.20373006)和北京 市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室资助 图1废水处理实验装置 作者简介：韩伟(1965一)，男，副教授，博士研究生 Fig.1 Device of plasma electrolysis for degradation of wastewater第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 粉” 】 阳极等离子体 电解处理高盐废水中的苯酚 韩 伟 ’ ，，， 何 业 东 ” 北 京科技大 学 ， 北京市腐蚀 、 磨蚀 与表 面技术重 点实验 室 ， 北 京 吉林化 工 学 院 ， 吉林 摘 要 采用 阳极 等 离子 体 电解 处 理 高盐废 水 中的苯酚 研 究 了阳 极等 离子 体产 生 的条件 ， 以及 废水 中盐 的浓度 、 苯酚 的质量浓 度和 处 理 时 间对废 水 中 去 除率 的影 响 实验 结果 表 明 ， 在 苯酚质 量 浓度 为 ’ 一 ，， 浓度为 · 一 ’ 的溶 液 中 ， 施 加 槽 电压 ， 处 理 ， 苯 酚 的去除率达 处 理 ， 废水 的 值从 · 一 ’ 降到 · 一 ’ ， 去 除率可 达 ， 探 讨 了阳 极 等离 子 体 电解 处 理 高盐废 水 中苯酚 的机 理 关键词 等 离子体 电解 废水处 理 苯 酚 分 类号 近 年 来 ， 低 温 等离子 体 处理 废液 的技术 引起 人 们 极 大 的关注 在 处 理废 液过 程 中 ， 低 温 等 离 子体可 以产 生 一系列物 理 、 化学和 生物等方 面 的 效 应 ， 使 该技 术 具 有处 理废 液 范 围广 、 快 速 、 高 效 、 无 二 次污 染 等特 点 ， 特 别适 用 于 处 理 难 降解 有 毒 废 液 目前 ， 低 温 等 离子体 处理废 液技 术 主 要 有 高 压脉冲放 电 〔，刀 和接 触辉 光 放 电 ‘，两种 方法 采用 这 两 种 方 法 处 理 难 降解 有 机废 水 都 获 得 了一 定 的效 果 【 ， 司 ， 但 仍 然 存 在 一 些 不足 高压 脉 冲 放 电 技 术还 不 能用 于 处理 盐含量较高 的有机废水 而 接触 辉光 放 电技术 由于受到 电极尺 寸 的 限制 ， 处 理废 水 的量 较 少 等 离 子 体 电解 也 是 产 生低 温 等 离 子 体 的一 种方 法 它 是指在 电解 过程 中 ， 当阴 、 阳两 极之 间 的 电压 超 过 某 一 临界值 时 ， 在 阳极或 阴极 表 面发 生 微 弧 放 电 ， 产 生 等离子 体参 与 的 电解 过程 ‘， ， ， 利 用 等 离子 体 电解 可 以对 材料进 行表 面 处理 ， 如 微 弧 阳极氧 化 和 表 面 渗涂 「， 采 用 阴极 等 离 子体 电解 过 程 ， 在 合金表 面获得 了 又 陶 瓷涂 层‘ 通过 等 离子体增 强 电解过程 ， 可 以获 得传统 电解 过程 不 能发 生 的效应 ， 因此 等离子 体 电解技 术存 在 着 巨大 的发展 空 间 本文研 究 了在等 离子 体 电解 过 程 中利 用 阳极 微 弧 放 电产 生 的等 离子 体 处 理 高盐 废 水 中苯酚 的规律和 机理 收稿 日期 今 一 修 回 日期 刁 基金项 目 国家 自然科学基金 资助课题 和 北 京 市腐蚀 、 磨蚀与表 面技术重 点实验室 资助 作者简 介 韩伟 一 〕 ， 男 ， 副教授 ， 博 士 研 究生 实验 方 法 实验装置 如 图 所示 ， 包 括 直流 电源 、 废 水 处 理 池 三 口 烧 瓶 、 回流 冷 凝 管和 冷 却 系统 其 中 阴 、 阳极 为铂 片 阳极 尺 寸 为 ， 阴极 尺 寸 为 ， 电极 间距 为 〔 回流 冷 凝 管 的作用 是 防止 在处理 过程 中有机 物挥 发掉 阳 极 等 离 子 体 电解 临界 槽 电压 的确 定 采用 不 同浓 度 的 水 溶 液 ， 逐 渐 提 高 电解 池 的槽 电压 ， 测 出发 生 阳极微 弧 放 电的最低 槽 电压 实 验 采 用 一 · 一 ’ 苯 酚 一 · 一 ， 的水 溶 液 作 为模 拟废 水 ， 溶 液 体 积 为 ， 在 高于 临界 槽 电压 的条件 下进 行 阳 极等 离 子 体 电解 废 水 处 理 处 理 完 毕后 ， 将 废 水 冷 却 到 室 温 ， 取样分 析废水 中的苯 酚浓度及 化学耗氧 量 值 水样 中苯 酚 的浓度采用 今氨基 安 替 毗 琳 比色 法 〔 ， 用 分光 光度 计 分 析 水 样 的 铂 电极 图 废 水 处 理 实验装 置 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．06．006