由圖2可見,在相同的電壓、電流密度下,三維電極法對印染廢水脫色率明顯高于對COD的去除率.隨著外加電壓的增大,COD去除率和脫色率均得到提高.原因是隨著外加電壓的增大,粒子電極的復極化程度提高,電化學反應的動力增加.超過25v后,繼續增大外壓對提高COD去除率及脫色率的效果不明顯,此時反應器中會產生大量氣泡,該現象隨外加電壓超過30V后而加劇.因為隨著電壓的進一步增大,活性炭炭粒表面上的水解加劇,使污染物在炭粒上不能很好地吸附而通過電解去除,甚至出現其他副反應,如2H2O→4H++O2+4e[9],從而導致廢水COD和脫色率難以繼續提高.同時,隨槽電壓增大,耗電量迅速增加.因此,外加電壓以25V為宜.
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2.1.2電流密度
電流密度影響電化學降解的處理效率,也是電化學氧化的重要參數.[10]由圖3可知,脫色率和COD去除率均隨電流密度的增大而提高,并在22.72mA/cm2時達到最高值.之后,隨電流密度的繼續增加,COD去除率略有降低,而脫色率出現了較明顯下降.原因是電流密度直接影響到作為粒子電極的活性炭表面電勢Фm,電流密度越大,陽極的電極電位越高,相應的也越高.而活性炭表面電勢與液相電位之差決定氧化反應速率,差值小反應速度也小,差值大反應速度也大,但是差值過大將會發生副反應.[11]試驗中觀察到31.81mA/cm2時會產生很多氣泡.因此,最佳電流密度為22.72mA/cm2.
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2.1.3主電極極間距
圖4表明,脫色率和COD去除率具有相同的變化趨勢,極板間距為5cm時,脫色率和COD去除率達到最高.對三維電極而言,主電極極間距的大小除了影響有機物在電極表面的吸附和主對電極表面的氧化還原反應外,還直接影響整個反應系統中粒電極群的復級化程度.電極極間距過大過小都會降低降解率.極間距過小,陽極表面容易產生鈍化現象,使得能耗增大,也會導致溶液濃差極化嚴重,電流效率降低;反應體系的電阻隨極間距增大而增大,極間距過大將導致大量電能消耗于析氫、析氧等副反應,并且造成粒子電極表面的強烈水解,使污染物不能很好地吸附[12],從而降低了降解效果.此外,最佳極間距受到電極材料被降解染料種類、電極過程中的傳質方式等因素的影響.[13]因此,最佳主電極極間距為5cm.
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