三维电极体系中苯酚降解效率的影响因素研究王立章1*,乔启成1,傅剑锋2,王哲晓11.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州221008；2.东南大学环境工程系，江苏南京210096摘要：三维电极法用于处理含酚废水的影响因素研究报道较多，但并未充分在理论上阐述其影响方式及机理。采用自制的实验室小试电化学反应器对含酚自配废水进行了处理。试验结果表明：体系中苯酚降解遵循一级反应模式；通过电流效率的核算确定60min作为最佳反应时间，得到的苯酚去除率为64.3%,吨水处理能耗为14.29kWhf1,实际电流效率与理论电流效率相等为0.68o对体系进水控制不同的苯酚起始质量浓度，当反应时间不变时，实际试验结果与法拉第定律一致，即电流密度与去除的污染物的量以及COD去除率与电量和进水质量浓度的比值均呈线性关系；体系中轻基自由基的产生量能够采用式［・OH］=0.1218xEC（）进行计算。采用最佳反应时间匸60min、电流密度/=20A,在苯酚质量浓度为500mgL」时改变极板间距进行的试验结果表明电压随极板间距的增大而降低，最佳极板间距为0.21m时可获得最大去除率为78.5%,体系的启动电压为0.25Vo关键词：三维电极；轻基自由基；反应时间；起始质量浓度；启动电压：X703.1；TQ035文献标识码：A：1672-2175（2007）03-0850-05试剂、气等）以及生化处理⑼。近年来，采用新10050苯酚在工业废水中分布广泛并且在环境中易于积累，对人类的健康影响较大⑴引。根据现有的研究水平，含酚废水的处理技术主要包括汽提与蒸馆、吸附、萃取、离子交换、氧化（臭氧、Fenton型的高级氧化法__三维电极进行水处理成为国内外的研究热点［,0-12Jo三维电极具有耐腐蚀、复用率高、性能稳定、再生简单、催化性能高等优点；在反应过程中产生具有强氧化性能的轻基自由基•OH,快速氧化有机污染物［13'14Jo三维电极法能够彻底氧化有机物，不易产生有毒中间产物；应用三维电极法进行苯酚废水处理研究具有重要意义。影响三维电极处理效果因素较多，包括反应温度、pH值、电流、电压、极板间距以及苯酚起始质量浓度等；本文只研究反应时间、起始质量浓度和极板间距对苯酚降解过程的影响，通过实际电流效率和理论电流效率的对比确定最佳反应时间，找出苯酚质量浓度、去除率和体系中轻基自由基产生浓度之间的关系，确立极板间距对体系作用电压的影响关联式，同时确定最佳极板间距的选择模式。关于本研究内容国内外报道较少，并未充分在理论上阐述其影响方式及机理，本文在这些方面尤其在最佳极板间距选择方法上给以理论论证。1试验1.1试验装置试验装置采用有机玻璃无隔膜三维电极反应器（见图1）,有效反应区尺寸为20cmx20cmx35cnio极板大小为20cnix35cm,材质为Ti镀SnO2,镀层厚度为3，极板间距可调。反应器内充填活性炭型号为GWB20,使用前在清水中煮沸以排除气泡及杂质，填充高度为35emo直流电源型号为WWL-LDX,调压范围为0〜35V,输岀电流在0〜30A之间。通过水浴循环保持反应温度为25°C［16Jo1.2活性炭预处理为了保证在反应过程中只有电极的氧化起作图1三维电极反应器示意图Fig.ISchcnialicdiagramofthrcc-dinicnsional-clcctrodc用需要对反应器中的活性炭进行预处理。方法如下：在苯酚质量浓度500mg-L1,pH值7.1、反应时间匸60min、极板间距5cm、电压10V的条件下进行静态试验。以处理每一容器水作为一个周期，得到了处理效果与运行周期的关系，见图2O由图2可以看出,运行周期较小时处理效果较好，但是当运行周期增大时处理效果随着降低直至图2体系中活性炭预处理运行周期与苯酚去除率的关系Fig.2Relationbetweenrunperiodandphenolremovalrateforpre-treatmentofactivatedcarboninTDEreactor最终的稳定。产生如此效果的原因是由于在反应开始时，苯酚被氧化速率小于活性炭吸附速率，在活性炭中产生苯酚的累积；随着运行周期的增多，氧化速率与吸附速率达到动态平衡，处理效果趋于稳定。经过处理以后的活性炭与电极组成三维电极反应器。1.3测定方法COD的测定采用重铅酸钾回流法”]；苯酚质量浓度采用4-氨基安替毗咻直接光度法在吸光度为510nm时测定〔叫1.4数据分析COD用于计算电流效率进行最佳反应时间的确定；电流效率(“)的计算过程采用...