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(fù)極化程度提高,電化學(xué)反應(yīng)的動力增加.超過25v后,繼續(xù)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(yīng)器中會產(chǎn)生大量氣泡,該現(xiàn)象隨外加電壓超過30V后而加?。驗殡S著電壓的進(jìn)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(xiàn)其他副反應(yīng),如2H2O→4H++O2+4e[9],從而導(dǎo)致廢水COD和脫色率難以繼續(xù)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(xué)降解的處理效率,也是電化學(xué)氧化的重要參數(shù).[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(dá)到最高值.之后,隨電流密度的繼續(xù)增加,COD去除率略有降低,而脫色率出現(xiàn)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(yīng)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(yīng)速率,差值小反應(yīng)速度也小,差值大反應(yīng)速度也大,但是差值過大將會發(fā)生副反應(yīng).[11]試驗中觀察到31.81mA/cm2時會產(chǎn)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(dá)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(jī)物在電極表面的吸附和主對電極表面的氧化還原反應(yīng)外,還直接影響整個反應(yīng)系統(tǒng)中粒電極群的復(fù)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(chǎn)生鈍化現(xiàn)象,使得能耗增大,也會導(dǎo)致溶液濃差極化嚴(yán)重,電流效率降低;反應(yīng)體系的電阻隨極間距增大而增大,極間距過大將導(dǎo)致大量電能消耗于析氫、析氧等副反應(yīng),并且造成粒子電極表面的強(qiáng)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(zhì)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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