Vol.27 No.6 韩伟等：阳极等离子体电解处理高盐废水中的苯酚 ·663· COD(以下简称COD)采用重铬酸钾法测定.处 处理20min,则废水的C0D值降为0.010gL', 理池底部的沉淀物采用离心分离、干燥，然后进 C0D去除率达到97.8%.采用阳极等离子体电解 行元素分析.COD去除率按下式计算： 处理废水，COD去除率与处理时间的关系如图3 Rco=(COD。-COD,)/COD×100%. 中的曲线a所示.在阳极等离子体电解处理废水 式中，CODo,COD,分别表示初始和1时刻的COD 过程中，用澄清的Ca(OH)2水溶液可以检测到有 值，Rcon为COD去除率. CO,生成.废水经处理后，处理池底部有少量黑 色沉积物，采用离心分离、低温干燥，元素分析表 2实验结果 明该黑色沉积物是碳. 100 21阳极等离子体电解发生的条件 本研究采用苯酚与NaCl的水溶液为模拟废 80 水.苯酚对能否发生等离子体电解影响较小，因 60 此测试了在不同浓度的NaCl水溶液中发生阳极 等离子体电解的临界槽电压，如图2所示，可以 40 看出，NaCl的浓度越高，发生等离子体电解所需 20 的临界槽电压越低.在一定浓度范围内，临界电 压与NaCl浓度呈反比的关系.图2的数据表明， 0 5 1015 202530 等离子体电解与接触辉光放电电解有着显著的 时间/min 区别，接触辉光放电的阚值电压不受电解质浓度 图3阳极等离子体电解(a)与传统电解(b)处理废水的效果 的影响"；而等离子体电解可以通过提高电解质 Fig.3 Comparison between the treatments of anode plasma elec- trolysis (a)and traditional electrolysis (b) 溶液的浓度来降低临界槽电压.而且，等离子体 电解比接触辉光放电和高压脉冲放电所需的电 电解处理02gL的苯酚+0.1molL-NaC1 压低几百伏甚至上万伏，有利于降低能耗， 的模拟废水时，施加的槽电压仍采用90V,其电 流稳定在4A.可以观察到阳极表面只有气体析 200 出，没有出现小火花，即没有阳极等离子体的产 生，处理10min后，苯酚的去除率为82.4%：处理 150 20min后，苯酚的去除率为100%.处理时间与废 水中COD去除率的关系如图3中的曲线b所示， 100 可以看到，在相同槽电压和处理时间条件下，阳 极等离子体电解处理废水的COD去除率比传统 50 电解处理的显著提高.由图2可知，在0.1molL1 0 0.2 0.40.60.8 1.0 NaCl水溶液中，发生阳极等离子体电解的临界槽 浓度(molL) 电压比90V高得多.因此，在采用电压90V处理 图2NaCI浓度与临界槽电压的关系 0.2gL的苯酚+0.1moL-NaC1的模拟废水只能 Fig.2 Correlation of critical voltage and electrolyte concentration 发生传统的电解， 22阳极等离子体电解与传统电解处理废水的 23苯酚的质量浓度对C0D去除率的影响 比较 在0.4molL-NaC1的水溶液中，分别加入不 阳极等离子体电解处理0.2gL的苯酚+0.4 同质量浓度的苯酚，施加90V槽电压，进行阳极 mol-L-'NaCl的模拟废水时，在电解过程中，施加 等离子体电解，分别测定处理不同时间后废水中 的槽电压为90V,电流先迅速升到5.3A,然后迅 的COD值，计算COD去除率，得到苯酚的质量浓 速降至2.3A左右，电流发生剧烈波动，此时，可 度对COD去除率的影响，如图4所示.可以看到， 以观察到阳极被气体包围，阳极表面产生无数的 阳极等离子体电解20min后，苯酚初始的质量浓 小火花（微弧），发出嗡嗡的响声，在阳极发生了 度分别为0.2,0.4和1.0gL的废水的C0D去除 等离子体电解.处理10mn后，测得废水中苯酚 率分别为97.8%，81.6%和69%，C0D去除率随着 的含量为零，苯酚的去除率达100%：测得废水中 苯酚初始的质量浓度的提高而下降，但COD去 的C0D值由初始的0.464gL降为0.145gL‘. 除效率相对其他技术仍然较高.韩伟 等 阳极等离子 体 电解 处 理 高盐 废水 中的苯酚 以下 简称 采 用 重铬 酸 钾 法 测 定 处 理 池 底 部 的沉 淀 物 采 用 离心 分 离 、 干 燥 ， 然 后 进 行 元 素分 析 去 除率按 下 式计 算 二 。 一 〕 ，。 、 式 中 ， ， ‘ 分 别表 示 初始 和 时刻 的 值 ， 。 为 去 除率 处 理 ， 则废 水 的 值 降 为 ‘ · 一 ，， 去 除率 达 到 采 用 阳极 等 离子 体 电解 处 理 废 水 ， 去 除率 与 处 理 时 间 的关 系 如 图 中 的 曲线 所 示 在 阳极 等 离子 体 电解 处 理 废 水 过 程 中 ， 用 澄 清 的 水 溶液 可 以检 测 到 有 生 成 废 水 经 处 理 后 ， 处 理池 底 部 有 少量 黑 色沉积 物 ， 采用 离心 分 离 、 低 温干燥 ， 元 素 分析表 明该 黑 色 沉 积 物 是碳 淡邢哥碧口自 实验 结 果 阳 极 等 离子 体 电解 发生 的条件 本研 究 采 用 苯 酚 与 的水 溶 液 为模 拟 废 水 苯 酚 对 能 否 发 生等 离 子 体 电解 影 响较 小 ， 因 此 测 试 了在 不 同浓 度 的 卫 水 溶 液 中发 生 阳 极 等 离 子 体 电解 的临 界槽 电压 ， 如 图 所 示 可 以 看 出 ， 的浓 度 越 高 ， 发 生等 离 子 体 电解 所 需 的临界槽 电压 越 低 在 一 定浓 度 范 围 内 ， 临界 电 压 与 浓 度 呈 反 比 的关 系 图 的数 据 表 明 ， 等 离 子 体 电解 与 接 触 辉 光 放 电 电解 有 着 显 著 的 区别 接触 辉光放 电的 闽值 电压 不 受 电解质 浓度 的影 响〔， 而 等 离子 体 电解 可 以通 过 提 高 电解 质 溶 液 的浓 度 来 降低 临界 槽 电压 而 且 ， 等 离 子 体 电解 比接 触 辉 光 放 电和 高 压 脉 冲 放 电所 需 的 电 压 低 几 百 伏 甚至 上 万 伏 ， 有 利 于 降低 能 耗 一 时 间 图 阳 极 等离子体 电解 与传统 电解 处 理 废水 的效果 比 妇 功 ’ 一一一 一 浓 度 · 一 图 浓 度 与 临 界 槽 电压 的 关系 旧 柱 柱 邝 阳 极 等 离 子 体 电解 与传 统 电解 处 理 废水 的 比较 阳极等 离子体 电解 处 理 · 一 ’ 的苯 酚 · 一 ， 的模拟 废 水 时 ， 在 电解 过 程 中 ， 施 加 的槽 电压 为 ， 电流 先 迅 速 升 到 ， 然 后 迅 速 降至 左 右 ， 电流 发 生剧 烈 波 动 此 时 ， 可 以观 察 到 阳极 被气 体 包 围 ， 阳极 表 面 产 生无 数 的 小火 花 微 弧 ， 发 出嗡 嗡 的响 声 在 阳 极 发 生 了 等 离 子 体 电解 处 理 后 ， 测 得废 水 中苯 酚 的含 量 为零 ， 苯酚 的去 除率 达 测 得 废水 中 的 值 由初 始 的 ， · 一 ’ 降 为 · 一 ’ 电解 处 理 ’ 一 ‘ 的 苯 酚 · 一 ‘ 的模 拟 废水 时 ， 施 加 的槽 电压 仍 采 用 ， 其 电 流 稳 定 在 可 以观 察 到 阳极 表 面 只 有 气 体 析 出 ， 没 有 出现 小 火 花 ， 即没 有 阳极 等 离 子 体 的产 生 处 理 后 ， 苯 酚 的去 除 率 为 处 理 后 ， 苯 酚 的去 除率 为 处 理 时 间与废 水 中 去 除 率 的关 系 如 图 中 的 曲线 所 示 可 以看 到 ， 在 相 同槽 电压 和 处 理 时 间条 件 下 ， 阳 极等 离子 体 电解 处 理 废 水 的 去 除率 比传 统 电解 处 理 的显 著 提 高 由图 可 知 ， 在 · 一 ， 水 溶液 中 ， 发 生 阳极等 离子体 电解 的临界槽 电压 比 高得 多 因此 ， 在采 用 电压 处 理 · 一 ‘ 的苯酚 · 一 叹 的模 拟 废 水 只 能 发 生传 统 的 电解 苯酚 的质 量 浓 度 对 去 除率 的影 响 在 · 一 ’ 的水 溶 液 中 ， 分 别 加 入 不 同质 量浓 度 的苯 酚 ， 施 加 槽 电压 ， 进 行 阳 极 等 离 子 体 电解 分 别 测 定 处理 不 同时 间后废 水 中 的 值 ， 计 算 去 除 率 ， 得 到苯 酚 的质量 浓 度对 去 除率 的影 响 ， 如 图 所示 可 以看到 ， 阳 极 等 离 子 体 电解 后 ， 苯酚 初 始 的质量 浓 度 分 别 为 ， 和 · 一 ‘ 的废 水 的 去 除 率分 别 为 ， 和 ， 去 除率 随着 苯 酚 初 始 的质 量 浓 度 的提 高 而 下 降 ， 但 去 除 效 率 相 对 其 他 技 术 仍 然 较 高 任赶国