电动絮凝降解苯酚的方法技术

本发明专利技术涉及一种电动絮凝降解苯酚的方法，可以有效提高苯酚的去除效率。所述电动絮凝降解苯酚的方法，阳极为铝。作为优选方案，电解液为Ｋ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液，电极间距为１ｃｍ－１．５ｃｍ，阴极为铜。电解液Ｋ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液的浓度为０．１Ｍ。更进一步的优选方案是：所述阳极为１２×１ｃｍ铝板，阴极为１２×１ｃｍ铜片，电解电压２－４Ｖ。本发明专利技术以铝做阳极进行电动絮凝降解苯酚，阳极铝在电解过程中溶解释出铝离子，而在阴极水被还原析出氢，同时生成ＯＨ↑［－］，铝离子在电解液中发生水解与聚合反应，生成聚合铝。生成的聚合铝作为絮凝剂，同时结合电动降解苯酚，能够有效地提高污染水体中苯酚的去除效率，同时可以在保证去除率接近的前提下，减少几乎５０％的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前，全世界己有50%以上地下水因受到不同程度的污染而不能饮用。我国是一个水资 源严重短缺的国家，人均水资源占有量不足2200m3，仅及世界人均水量的1/4。随着我国经 济的快速发展，所产生的大量污水大多未经处理直接排入江河湖库，导致水质严重恶化，使 得本来就水资源不足的形势"雪上加霜"。在我国，除填埋场和有毒物质事故性泄漏外，城市 和工业污水排放、农药和化肥的过量施用也是地下水污染的重要原因。20世纪80年代我国 对部分城市地下水污染调査表明，地下水污染严重的城市占63%，三氮、酚类、农药及油类 是我国地下水主要污染物。目前地下水修复技术主要有抽提-处理法、微生物原位修复法、渗 透性反应墙技术和化学固定-生物修复技术等。同时电动技术作为一种新兴的技术已被用于地 下水修复研究中，电动修复技术是一种绿色的修复技术，不会产生二次污染，且修复时间短， 处理成本小，不易受自然环境的影响。酚类是我国地下水主要污染物之一，它属于高毒物质。人体摄入一定量时，可出现急性 中毒症状。长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。 水中含低浓度(0.1-0.2 mg/L)酚类时，可使生长鱼的鱼肉有异味，高浓度(>5 mg/L)时则 造成中毒死亡。含酚浓度高的废水不宜用于农田灌溉，否则，会使农作物枯死或减产。水中 含微量酚类，在加氯消毒时，可产生特异的氯酚臭。所以降解水体中的酚类就显得尤为重要。 目前，电动降解苯酚的效率较低，约50%。
技术实现思路
本专利技术提供一种，可以有效提高苯酚的去除效率。 所述，阳极为铝。作为优选方案，电解液为K2S04溶液，电极间距为lcm-1.5cm，阴极为铜。电解液K2S04 溶液的浓度为0.05-0.5 M 。更进一步的优选方案是所述电极大小为12cmXl cm 3cmX4 cm，电解电压2-4V。本专利技术以铝做阳极进行电动絮凝降解苯酚，阳极铝在电解过程中溶解释出铝离子，而在 阴极水被还原析出氢，同时生成OH—，铝离子在电解液中发生水解与聚合反应，生成聚合铝。 生成的聚合铝作为絮凝剂，同时结合电动降解苯酚，能够有效地提高污染水体中苯酚的去除 效率，同时可以在保证去除率接近的前提下，减少几乎50%的能量消耗。本专利技术实现了聚合 铝絮凝剂的在线合成、现场投加使用，简化了生产设备，具有良好的应用前景。附图说明图1是实验装置图2是电解电流-电解电压曲线图，其中曲线a:阴极为铜，曲线b:阴极为铝； 图3是电解前后Ferron-Al逐时络合反应比色分析铝形态的曲线图，阴极为铝； 图4是电解前后Ferron-AI逐时络合反应比色分析铝形态的曲线图，阴极为铜； 图5是电解前后Ferron-Ai逐时络合反应比色分析铝形态的曲线图，电极间距0.5 cm; 图6是电解前后Ferron-AI逐时络合反应比色分析铝形态的曲线图，电极间距1.0 cm; 图7是不同电解时间Femm-Al逐时络合反应比色分析铝形态的曲线图； 图8是本专利技术与单独采用电动力学技术去除苯酚的效果对比图9是本专利技术与单独采用电动力学技术去除苯酚和单独采用聚合铝絮凝剂去除苯酚的效 果对比图。具体实施例方式1. 实验装置采用图1所示的装置进行电解实验，测量电流和电压。整个实验过程在搅拌条件下进行， 电路电流是将用万用表的电流档串连在电路里，用电流档进行测定。实验中电极采用石墨电 极(4)8X100mm)以及铜片和铝片，电压控制范围0-10V。2. 测试方法(1) 苯酚的浓度采用目前各国普遍采用的酚类测定方法4-氨基安替比林光度法酚类 化合物于pH10.0土0,2介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应，生成橙红色的 吲哚酚安替比林染料，其水溶液在510 nm波长处有最大吸收。我们绘制了苯酚浓度C和吸 光度A的标准工作曲线，通过它来得到苯酚的浓度，计算苯酚的去除效率。(2) 溶液中铝形态的测定；用铝溶液和Ferron的络合比色动力学实验检验聚合铝溶液 形态和各种形态聚合铝的浓度。Ferron试剂的磺酸基与聚合氯化铝中的羟基竞争络合铝离子， 发生解离-络合反应。根据Femm-Al逐时络合反应的进展情况，可将聚合氯化铝中的铝形态 相对划分为Ala、 Alb、 Alc三种。Ala是瞬时反应的单体形态，与Ferron试剂在0-1.5 min之内 即可反应完全；Alb是缓慢反应的低聚和中等聚合物形态；AU为长时间内难以络合的高聚物 和凝胶态Al(OH)3。 一般认为Alb部分是凝聚絮凝能力最强的。3. 阴极材料的选择比较了分别用铝片和铜片做阴极材料进行电解合成聚合铝的效果，其中电解液为0.05 M 三氯化铝溶液，电极距离0,5cm，电解电压2.5V,电解面积4Xlcm,阳极为12Xlcm铝板， 阴极为12Xlcm铜片或铝片。实验中发现，用铝片作阴极时，电解过程中原打磨光亮的阴极不久就变成暗灰色，电流 也随之大幅降低，可能是生成的暗灰色物质导电性差，导致电流下降，阴极反应析氢也变得 极弱(有少量微小气泡逸出)。而用铜片作阴极电解6h后，铜片无明显变化，依然光亮如初。 试验过程中电流的变化如图2。从图可知，阴极材料由铝板换为相同长和宽的铜片后，在相 同电解面积、电极距离、电解液浓度及电解电压下，用铜片做阴极的电解电流远大于铝板阴 极的电解电流。在电解电压为2.5 V时，铜片做阴极的电解电流可达65.5 mA (电流密度为 16.4mA/cm2)，而铝板做阴极时的电解电流只有11.5 mA (电流密度为2.9 mA/cm2)。在获得 相同的电流密度时，铜片作阴极所需的电压远小于铝片作阴极时的电压，并且以铜片作为阴 极进行电解其电流随时间的变化也较小。分别以铝片和铜片作阴极进行电解合成聚合铝的Ferron-Al逐时络合反应比色分析结果 见图3、 4。由图3可以看出，以铝片作阴极，电解结束后的电解液与电解前电解液(三氯化 铝溶液)Ferron比色吸光度变化相似，很快(约2min)上升至最大值，之后电解液的吸光值 仍有小幅上升，但也在8min内稳定，说明该反应中Alb形态的含量很少；达到平衡时电解后 的吸光度比电解前大，是因为电解过程中铝阳极溶解释放出铝离子，导致总铝(主要为单体 铝)浓度升高所致。图4则表明，以铜片作阴极时，电解前电解液的Ferron比色分析显色2min 后吸光度迅速上升到某一值，之后增加缓慢，电解后电解液的Ferron比色吸光度2 min后的 上升部分明显比电解前的高，说明电解合成过程中已明显有Alb生成。以上电解合成聚合铝的实验表明，以铜片作阴极进行电解合成聚合铝具有所需电压小、 电流稳定的特点，为了提高电解合成聚合铝的效率，应尽量提高电流密度，加快电极反应的 进行。增大电压可以提高电流密度，但也易产生极化现象。因此，电解合成聚合铝通常在低 电压和高电流密度条件下进行；同时采用铜片作阴极有利于聚合铝的生成，所以铜片作为阴 极材料有利于聚合铝的电解合成。4.电极间距在电极间距为0.5cm和1.0cm时分别进行电解实验，其中，电解液为0.05 M三氯化铝 溶液，电解电压1V,电解电极面积4Xlcm，阳极为12Xlcm铝板，阴极为12Xlcm铜片。电极间距可影响极化的大小，从而影响电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动絮凝降解苯酚的方法，其特征在于阳极为铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕树平，章福平，徐泉，沈东旭，宋平三，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[]