摘要：利用接觸輝光放電電解(CGDE)技術降解亞甲基藍和甲基紫染料廢水，探討了工作電壓、反應液pH值、輝光放電時間和電解質Na2SO4濃度對降解效果的影響。試驗表明，利用該方法可以使水中陽離子染料完全降解。亞甲基藍和甲基紫的優(yōu)化降解條件均為：工作電壓700V、pH值9、輝光放電時間45min、Na2SO4 用量2g/L。

關鍵詞：染整；廢水處理；陽離子染料；降解

O 前言

染料廢水組分復雜、色度高，且物理和化學性質各不相同[1]，很難利用常規(guī)的化學或生物降解方法進行有效的處理，是重要的工業(yè)污染源之一。

接觸輝光放電電解(CGDE)技術是一種新型的產生液相等離子體的電化學方法。CGDE兼具等離子體化學和電化學技術的優(yōu)點[2’3]，其電解過程，不僅包括傳統(tǒng)的法拉第電解，而且還包括非法拉第電解，是一類特殊的電化學過程。在電解過程中，隨著工作電壓的逐漸升高，通常的法拉第電解將轉化為輝光放電電解(非法拉第電解)，并且產生大量高能活性粒子(等離子體)。因此，接觸輝光放電電解也可以理解為一種產生等離子體的反應過程[4-5]。等離子體在溶液中與水分子反應生成羥基自由基，而后者極易與有機分子發(fā)生氧化反應，破壞有機分子結構�；谠撛恚媒佑|輝光放電電解技術分別處理亞甲基藍和甲基紫模擬陽離子印染廢水，并采用正交試驗，研究輝光放電電解中各反應因素對染料降解率的影響。

1 試驗

1．1 試劑與儀器

試劑亞甲基藍MB、甲基紫MV(均為指示級)；硫酸鈉、氫氧化鈉、硫酸(均為分析純)MV；溶液采用二次蒸餾水配制。

儀器 uV-3400紫外可見分光光度計(日本島津)；722型可見光分光光度計(上海第三分析儀器廠)；PH一3C型pH計(上海日島)；DL一180超聲波清洗器(浙江海天電子儀器廠)。

反應裝置反應裝置包括一個高壓電源DH1722-6(北京大華儀器廠)、反應器(自制，見圖1)和磁力攪拌器等。高壓電源可以提供穩(wěn)定的直流電壓，可調范圍為0～1000V，電流范圍為0～300 mA。陽極采用鉑絲(直徑D=0．5mil1)，封閉在石英玻璃管內；陰極采用石墨棒(直徑D=10mm)。反應器外加冷凝水循環(huán)裝置，以保持反應體系溫度不變。通過磁力攪拌器使反應液充分混合，同時調節(jié)攪拌器的轉速以及支持電解質的濃度，控制反應體系的電流變化范圍在0～300 mA。

1．2 試驗方法

將亞甲基藍、甲基紫分別配制成200 mg／L水溶液，根據試驗需要，移取合適的量。將陰陽極用超聲波中活化5 min，除去電極表面的有機污染物。輝光放電一定時間后，在亞甲基藍、甲基紫的最大吸收波長處測定吸光度值的變化，求得兩種染料的降解率(η)。

2 結果與討論

2．1 cGDE對亞甲基藍和甲基紫降解的有效性

試驗表明，在中性條件下，亞甲基藍和甲基紫都能得到有效的降解(圖2)。這是由于接觸輝光放電過程中產生的高能粒子(高能電子、自由基等)與陽離子染料進行有效碰撞，并破壞其分子結構。從圖2看出，降解時間是影響接觸輝光放電降解效果的主要因素。

2．2 正交試驗結果

正交試驗結果如表2所示，Rj(j=A～D)為第j列的極差。

表2正交試驗中，對亞甲基藍降解率的作用大小順序為C>D>A>B，即輝光放電時間是影響亞甲基藍降解率的主要因素。相同條件下，對甲基紫降解率的作用大小順序為B>D>A>C，即反應液的初始pH值是影響降解的主要因素。

因此，降解亞甲基藍和甲基紫的優(yōu)化條件均為A3B1C3D3，即工作電壓700 V、pH值9、輝光放電時間45 min、Na2SO4用量為2 g／L。

試驗結果表明，利用CGDE降解陽離子染料時，不考慮染料初始濃度以及催化劑的影響。在酸堿溶液中存在形態(tài)穩(wěn)定的染料，如亞甲基藍等，改變反應液pH值對降解率無大影響。在堿性介質中，其降解率有所增加。而在酸堿介質中存在形態(tài)不穩(wěn)定的染料，如甲基紫等，提高反應液初始pH值，可使染料分子迅速得到有效降解。

3  結論

接觸輝光放電電解(CGDE)技術作為一種新型的氧化降解方法，已初步應用于有機污染物的處理中。試驗結果表明，通過優(yōu)化選擇反應條件，可使有機污染物降解完全。

參考文獻(略)
 
 
 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網”