新型Ni修饰钛基PbO_2电极处理印染废水的研究_李善评

StudyonthetreatmentofprintinganddyeingwastewaterwiththenewtypeofNi-dopedPbO2/TielectrodeLiShanping1，WangHongbo1，QiaoPeng2，ZhouXiuyin3（1.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；2.ShandongWaterPolytechnicCollege，Rizhao276826，China；3.ShandongShihengSpecialSteelGroupCo.，Ltd.，Feicheng271612，China）新型Ni修饰钛基PbO2电极处理印染废水的研究李善评1，王洪波1，乔鹏2，周秀银3（1.山东大学环境科学与工程学院，山东济南250100；2.山东水利职业学院，山东日照276826；3.山东石横特钢集团有限公司，山东肥城271612）［摘要］采用电沉积法制备了新型Ni修饰钛基PbO2电极，并利用循环伏安曲线法（CV）对电极性能进行了研究。利用新型Ni修饰钛基PbO2电极为阳极，石墨电极为阴极，在实验室水平下对印染废水进行预处理，并对影响去除效果的各种因素进行了正交试验，从而确定了最佳工艺条件为：电解时间6h、电流0.6A、曝气量45L/h、硫酸亚铁投加量5.0g/L、极板间距50mm。在该工艺条件下，COD去除率为63.5％，且废水的BOD5/COD提高了48.1％。［关键词］PbO2电极；电催化氧化；印染废水［中图分类号］X703.1；X791［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2008）10-0048-04Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｎｅｗｔｙｐｅｏｆＮｉ-ｄｏｐｅｄＰｂＯ２/Ｔｉｅｌｅｃｔｒｏｄｅｈａｓｂｅｅｎｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｙｃｌｉｃｖｏｌｔａｍｅｔｒｙｔｅｓｔ（ＣＶ）.ＴｈｅＮｉ-ｄｏｐｅｄＰｂＯ２/Ｔｉｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｓｕｓｅｄａｓａｎｏｄｅａｎｄｇｒａｐｈｉｔｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｓｃａｔｈｏｄｅ.Ｔｈｅｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｕｎｄｅｒｌａｂｏｒａｔｏｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｈａｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｍａｄｅｃｅｒｔａｉｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｔｉｍｅｉｓ６ｈ，ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ０.６Ａ，ａｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ４５Ｌ/ｈ，Ｆｅ２＋ｄｏｓａｇｅ５.０ｇ/Ｌ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ５０ｍｍ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｈａｓｈｉｇｈｅｒＣＯＤｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅ（６３.５％）ａｎｄｔｈｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ（ＢＯＤ５/ＣＯＤｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙｂｙ４８.１％）.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：PbO2electrode；electrocatalyticoxidation；printanddyeingwastewater印染废水水量大、色度高、水质变化大、pH变化大、有机污染物含量高、组分复杂，是国内外公认的难处理的工业废水之一。传统的处理工艺已不能满足日益严格的环保要求〔1〕。随着电化学技术的发展，电化学处理印染废水由于占地面积小、运行管理简单、无污染和少污染性、处理效果好以及经济性等优点，日益受到人们的重视〔2，3〕。在电化学水处理技术中，由于有机物的氧化降解多发生在阳极，因此，阳极的电化学性质成为目前研究的重点〔4〕。PbO2电极因具有析氧过电位高、耐蚀性好、导电性能优异的特征，被广泛应用于化工生产、水污染物处理和阴极保护等领域。大量研究从影响PbO2电极制备的各因素出发，并发展为以钛基PbO2电极（ＤＳＡ）为代表的新型PbO2电极〔5〕。研究认为钛基PbO2电极的活性和稳定性可以通过往电沉积溶液中加入一些外来离子得到改善〔6〕。笔者自制了新型Ni修饰钛基PbO2电极，对其性能进行了测试，并将其应用于印染废水的电化学预处理，对影响去除效果的各要素进行了正交实验，得到最佳工艺条件，并探讨了其去除机理。1实验部分1.1废水水质实验废水取自于山东某印染厂，该厂主要生产牛仔布，使用靛蓝染料。