活性炭固定床電解槽處理苯酚廢水
新型節能活性炭固定床電解槽，即在電解槽內裝填導電性能良好的活性炭作陽極。因其比表面積巨大而具有很強的吸附能力，大量污染物聚集在活性炭內表面而被陽極氧化性產物氧化為無害物質，且強大的吸附能力大大提高了氧化性產物的利用效果，故可顯著降低能耗。
1 試驗
1.1 設備與材料
活性炭固定床電解槽如圖1所示。
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電極均采用石墨板，尺寸為12cm×5cm，極距為5cm；槽內活性炭填充高度為12cm、質量為120g；陰極與活性炭間用尼龍網隔開。
活性炭為QJ20型，粒度為8～14目，使用前需在清水中煮沸排除氣泡。
電解液由分析純苯酚、NaCl和自來水配制。
萬用電表為MF30型。
電流表為C46-A型。
流量計為LZB15型轉子流量計。
試驗流程如圖2所示。蓄水箱中的溶液被泵提升后經流量計、熱交換器進入電解槽進行電解，電解后的溶液再流回蓄水槽進行循環連續電解。
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1.3 試驗條件
① 苯酚濃度：生物法處理含酚廢水要求酚濃度≤500mg/L,而酚回收工藝要求酚濃度≥1000mg/L,對500～1000mg/L酚濃度的廢水一般采用電解法或其他氧化方法處理[1、2]，故試驗將廢水中苯酚濃度定為500mg/L(溴化滴定法測定)。
② 溫度：試驗溫度控制在(25±0.2)℃。
③ pH值：廢水pH值控制在中性范圍，為保證試驗結果的可比性，須控制pH=7.8。每次試驗配制電解液
1.4 確定工作點
在苯酚初始濃度C0=500mg/L、電解時間t=18min、槽電壓V=10V、[NaCl]=
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圖3表明在運行周期數較小時苯酚去除率較高，隨著運行周期數的增加去除率逐漸降低，最終穩定。這是因為在運行初始除電解氧化外還有活性炭吸附作用，隨著運行周期數的
2 結果與分析
2.1 NaCl投加量對酚去除的影響
質量濃度為500mg/L的苯酚廢水，在槽電壓為10V、電解時間為18min條件下的試驗結果見圖4。
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根據圖4求得dE/d[NaCl]與[NaCl]的關系表明：[NaCl]＜
試驗結果還表明，NaCl投加量在
2.2 槽電壓V對酚去除的影響
質量濃度為500 mg/L的苯酚廢水，在NaCl濃度為
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圖5的回歸方程為E=0.14+0.025V，r=0.997。
圖6的回歸方程為I=-0.31+0.1135V，r=0.995。則單位功率去除率(E/IV)為：
E／IV=0.14+0.025V／-0.31V+0.1135V2 (1)
由試驗可知，隨著槽電壓的降低單位功率去除率增大，因此在保證一定電流密度的前提下，應盡量降低槽電壓以保持較大的單位功率去除率。另外提高槽電壓可提高苯酚去除率，但去除酚所需的能量也相應提高。
2.3 電解時間對酚去除的影響
對初始濃度為500mg/L的苯酚廢水，在槽電壓為10V、NaCl濃度為12g/L的條件下進行電解時間t對酚去除的影響試驗，結果如圖7所示。
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由圖7所得回歸方程為：lg(C/C0)=-0.004 2-0.0124t,r=0.999，則可得到出水酚濃度C及酚降解速率(-dC/dt)的表達式：
C=C0×10-0.0124t (2)
-dC／dt=
由式(2)、(3)可知，出水酚濃度與電解時間呈負指數關系，隨電解時間增加而逐漸降低；酚降解速率與酚濃度呈一級反應關系，即隨電解時間的增加逐漸減小。
普通電解槽采用與活性炭固定床電解槽相同的電極材料、極板尺寸和極距，經試驗得到苯酚去除率與槽電壓關系、平均電流與槽電壓關系。
回歸方程分別為：E=0.16+0.026V，r=0.988;I=-0.63+0.218V，r=1。
據電解槽電耗W=IVt可得活性炭固定床電解槽電耗W1與酚去除率的關系為：
W1=(5.30-63.2 E+181.6E2)t (4)
普通電解槽電耗W2與酚去除率的關系為：
W2=(12.16-127.52 E+322.46E2)t (5)
則：W1/W2=[5.30-63.2E+181.6E2]/[12.16-127.52E+322.46E2] (6)
即在本試驗條件下達到同樣的酚去除率時，活性炭固定床電解槽可比普通電解槽節能30%～40%，且節能率隨酚去除率增大而增大。
3 結論
① NaCl投加量在9～
② 隨槽電壓的升高酚去除率增大，但單位功率去除率明顯減小。
③ 出水酚濃度與電解時間呈負指數關系，隨電解時間延長而降低，酚降解速率與酚濃度呈一級反應關系。
④ 在酚去除率相同的條件下，活性炭固定床電解槽可比普通電解槽節省電耗30%～40%。
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