多维电催化实验方案20120113

1、多维电催化实验方案1、实验目的及原理1.1实验目的通过多维电催化实验，研究多维电催化的实验操作条件，以及去除废水中SCN-和降低 COD的效果。1.2实验原理多维电催化是基于电化学处理技术原理的一种处理高浓度、难降解、有毒有机污染物的 废水处理技术。利用电解催化反应过程中生成的自由基、强氧化粒子(-OH、O2、H2O2、 O3、OCl-、Cl2等)，与废水中的有机污染物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解，将 难生化降解的高分子有机物转化为可生化降解的小分子化合物，提高B/C比，改善废水的 可生化性。1.3实验项目及检测方法化学需氧量COD： COD检测仪SCN-浓度：分光光度法PH值：PH

2、计2、实验仪器及药品2.1实验主要仪器多维电催化设备SGE-EC-T-001型，722可见分光光度计，Lovibond ET99718 COD测定 仪，PHSJ-3F PH 计。2.2药品30%H 2O2、NaCL，均为分析纯，COD试剂检测SCN-： 20%吐温一80、20%丙酮、29.95g/L硝酸铁溶液、SCN-标准溶液3、实验方案3.1试剂的配制COD试剂：购买20%吐温一80：取20ml吐温一80溶于水中，稀释至100ml，用棕色试剂瓶储存。20%丙酮：取20ml丙酮于100ml容量瓶中，稀释至100ml，用棕色试剂瓶存储。硝酸铁溶液:取50g Fe(NO3)3 9H2O溶解于500

3、ml水中，加25ml浓硝酸稀释至1000ml 备用，用棕色试剂瓶存储。SCN-标准溶液：称取0.1673g分析纯KSCN溶于100ml水中，配成SCN-含量为 1000ug/ml的标准液。3.2实验方案设计多维电催化的影响因素是多方面的，电解时间、电压电流的大小、温度、PH、电解质、 h2o2的用量等都会影响电解的效果。其中电催化一般在常温常压下就可进行，反应条件温 和，不受水温、气温影响。反应体系内，一般反应器内水温应控制在60r以下，可通过调 节施加的电流电压进行控制。下面从这些方面进行详细的分析。3.2.1电催化的电解时间研究有机污染物降解率与废水在反应器内的停留时间相关，电解时间短有机

4、物去除效果不 明显，电解时间太长一方面浪费电力另一方面可能还达不到理想的电解效果。取1L实验废 水样品，注入实验设备内，接通好电源，进行一次全面的电解实验，分别在电解10min、20min、30min、40 min、50 min时间点取样，进行SCN-检测，将检测的数据进行列表、作图分析， 比较SCN-的去除效果，还可以检测最终的COD值，分析实验的效果。确定最佳的电解时间 大概要多久（在此假设电解30min为最佳时间段）。3.2.2电催化的电解电压、电流研究电催化反应可控制性较强，可以通过改变施加的电流、电压值，调节反应条件，获得 较高的有机污染物降解效果。由于改变设备的电压就可以改变电催化

5、的电流，所以在此只研 究电压的影响。虽然废水所含成份非常复杂，随着电解的过程废水的电阻会不断变化，通过 调节电压值，可以改变电流的大小。经查阅资料可将实验电压分别调为4V、5V、6V、7V、 8V进行研究，电解30 min后取水样进行SCN-和COD检测，将检测的数据进行列表、作图 分析，比较SCN-和COD的去除效果。确定适宜的电压为多大。3.2.3电催化的PH值研究废水的pH值对实验效果影响较大，经查阅资料一般以酸性为宜，所以在此将PH分为2、 3、4、5、6分别进行分析，通电后在适宜的电压下电解30 min后取水样进行SCN-和 COD 检测，将检测的数据进行列表、作图分析，比较SCN-

6、和COD的去除效果。确定适合的PH 值。3.2.4电催化的电解质研究含有大量有机物的高浓度废水导电性能往往不够理想，加入电解质能增加水样的导电 性能，还能提高电催化的效率。经查阅资料表明用Nacl盐作为电解质为宜，因为Nacl中的 氯离子在阳极上被氧化成具有很强氧化性的新生态氯或高价氯酸根离子，它们与污染物发生 化学氧化作用，最终生成CO2和H2O；同时Nacl比较便宜，可以减小实验成本。由于废水 的成份比较复杂，实际废水中存在哪些无机离子尚不明确，所以刚开始加入盐的量约为 0.2g/L，然后逐渐以0.05g/L的量增加，根据电解的效果，确定最佳投入电解质的量。3.2.5电催化H 2O2的研究

7、H2O 2是一种绿色环保的氧化剂，最终产物只生成水和氧气。在酸性条件下向废水中加 入适量的H 2O2能与Fe2+形成Fenton试剂，产生的OH （羟基自由基）具有很强的氧化性。 其原理是借助外加（催化剂或电催化）条件引发形成氧化电势极高的羟基游离基1O,借以攻 击有机物分子，使发生链状分解反应，生成无害物质,较一般化学氧化法具有高效、快速、彻底 等特点。经过催化氧化工艺处理后的废液，生化性能得到明显改善，污染物含量或毒性大大降 低甚至完全消除，为生物处理与预处理提供条件。所以加AH2O2不但能有效的去除SCN-，还 能作为引发剂，有利于进一步提高电催化氧化效率。将PH调为4左右，实验废水水样

8、为1L。H 2O2加入的量分别为10ml、15 ml、20 ml、25 ml、 30 ml，分别加入少量的FeSO4物质的量大概为H 2O2加入量的1/51/7。电解30 min后取水样 进行SCN-和COD检测，将检测的数据进行列表、作图分析，比较SCN-和COD的去除效果。 确定h2o2的最佳投入量。3.2.6电催化曝气量的研究曝气效果对处理过程影响也较大，适量调整好曝气强度与曝气量，有助于提高废水处理 效果。在实验过程中可以根据实验的具体情况调节曝气量，通过电解的总体效果比较曝气量 的的影响，进而确定有助于提高废水处理效果的适宜曝气量。此外多维电催化的效果还与废水有机物的浓度、电极的材料、催化剂等因素有关。这些 因素将在实