电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究
脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝
中国环境科学 2018,38(5)：1767~1773 China Environmental Science 脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝雷佳妮,李晓良,袁孟孟,徐 浩*,延 卫 (西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安 710049)摘要：为改善传统电化学氧化的缺陷,将脉冲式供电引入到电化学氧化中,利用Ti/PbO2-PVDF电极,对亚甲基蓝(MB)模拟染料废水进行电化学氧化降解处理,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比和NaCl浓度等因素对降解效果的影响.结果表明,当MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%,NaCl浓度为0.01mol/L时,降解效果最好.在相同条件下,比较脉冲与直流两种供电模式下的电化学氧化效果.结果表明脉冲模式下,90min内MB脱色率、COD去除率及电流效率分别为100%、94.5%和60.1%,均高于直流模式;脉冲模式下能耗为0.013kWh/gCOD,远小于直流模式的0.107kWh/gCOD.上述结果表明脉冲供电模式相比于直流供电模式具有明显优势.关键词：染料废水；二氧化铅；电化学氧化；脉冲供电模式；亚甲基蓝中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2018)05-1767-07Pulse-electrochemical oxidation for methylene blue. LEI Jia-ni, LI Xiao-liang, YUAN Meng-meng, XU Hao*, YAN Wei (Department Of Environmental Science and Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China). China Environmental Science, 2018,38(5)：1767~1773Abstract：In order to overcome the defects for the conventional electrochemical oxidation process, the pulsed power supply was introduced into electrochemical oxidation process with MB aqueous solution as simulated dye wastewater using the Ti/PbO2-PVDF electrode. The effects of five factors were analyzed, including initial concentration, pulse voltage, pulse frequency, duty ratio and NaCl concentration, on the degradation efficiency. The optimized parameters obtained were listed as, initial concentration of MB 100mg/L, the pulse voltage 5.5V, the pulse frequency 1500Hz, the duty cycle 50% and the NaCl concentration 0.01mol/L. Under this condition, the effect of electrochemical oxidation in the pulse and DC power supply mode were compared. The results showed that for the pulse mode, the MB decolorization rate, COD removal rate and current efficiency in 90min were 100%, 94.5% and 60.1%, respectively, which were higher than that in the DC mode. The energy consumption for the pulse mode was 0.013kWh/gCO D, which was far less than 0.107kWh/gCOD for the DC mode. The results showed that compared to the DC power supply mode, the pulse mode had obvious advantages.Key words：dye wastewater；PbO2；electrochemical oxidation；pulse power supply mode；methylene blue我国是染料生产大国,近年来随着染料工业与印染行业的发展,染料废水的排放量急剧增加.染料废水中有机污染物含量高且组分复杂,毒性大,色度高,难以生化降解,使其处理难度相当大[1].以传统的物理、化学、生物方法处理染料废水,不但达不到较理想的处理效果,而且成本较大,能耗较高,因而寻求高效节能的新型处理技术成为当务之急.电化学氧化法是指采用有催化作用的电极,在电场作用下,产生具有强氧化能力的羟基自由基等活性基团,促进有机物的氧化分解,或使其矿化分解为H2O和CO2,最终得以净化污水的处理技术[2].近年来由于电化学氧化技术不易产生中间产物,操作简单、经济高效、清洁可控、灵活多变,所以在处理染料废水中具有很大优势[3-4],但其最大缺陷在于电流效率低和能耗高. 为解决此问题,目前电化学氧化技术研究重点集中在以下几方面:电催化阳极的改性[5]、电催化体系的收稿日期：2017-09-27基金项目：国家自然科学基金资助项目(21507104);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2017JM2015)* 责任作者, 副教授, xuhao@1768 中国环境科学 38卷改进[6]和电催化过程的参数优化[7]. 事实上,在电化学氧化技术中,影响电流效率和能耗值的最关键参数是电流.电流的大小对处理过程的影响已经得到广泛的研究.但是,电流的提供方式(即供电模式)对处理过程的影响还未见到相关报道.常见的供电模式包括恒压供电模式和恒流供电模式[8],脉冲供电模式较少见.脉冲供电模式是在电解过程中提供一个脉冲式的电流,电压会随脉冲的具体情况而发生不同的变化[9].脉冲供电模式的优势在于其对于缓解(甚至解决)电化学反应过程中的扩散问题(即传质障碍)有较好的帮助.此外,由于脉冲过程有一段时间是处于电流断开的状态,因此从能耗的角度来看,也有一定的优势.本文考虑采用脉冲电源,以阳离子染料亚甲基蓝(MB)作为目标有机物,对其进行脉冲式电化学氧化降解,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比和NaCl浓度5个影响因素对降解效果的影响,得出脉冲电化学氧化降解的最优条件.并将优化后的脉冲电化学氧化与相同条件下的直流电化学氧化进行对比,分析两种供电模式对降解效果和能耗的影响.1 实验部分1.1实验装置图1 实验装置示意Fig.1 Scheme of experiment equipment本实验是在自制带保温夹套的有机玻璃电解槽中进行,实验系统如图1所示. 在进行脉冲电化学氧化降解实验时,电源采用WWL-LDX41型脉冲电源(扬州双鸿电子有限公司);在进行直流电化学氧化降解实验时,电源采用RS-1305DF型稳流稳压电源(深圳市乐达精密工具有限公司).1.2药品和材料实验所用药品为分析纯,购于国药集团化学试剂有限公司,去离子水由实验室级超纯水器(EPED-40TF)制备,钛片(纯度>99.6%)购于宝鸡钛业有限公司.所用阳极为实验室自制的Ti/PbO2-PVDF电极.该电极主要是利用PVDF的疏水性能对PbO2电极进行表面改性,以提高电极表面的羟基自由基产量,进而提高电极的整体催化性能.具体制备过程见文献[10-14].1.3电化学氧化降解电化学氧化降解实验采用两电极体系,Ti/PbO2-PVDF电极为阳极(有效面积为60cm2),相同尺寸的Ti片为阴极,电极间距为1.0cm.以MB作为目标有机物,浓度根据实验需要进行调整,以0.1mol/L Na2SO4为支持电解质.每次所用MB模拟废水的体积为400mL,在电解0、15、30、45、60、75、90min时间点分别取样,进行吸光度与化学需氧量COD分析.MB废水的紫外-可见光谱采用UV2600A型(上海尤尼科)分光光度计进行测试,记录样品在最大吸光度波长664nm处的吸光度数据,并根据标准曲线计算出水样中对应的亚甲基蓝浓度,COD值采用多参数水质快速测定仪进行测试(德国罗威邦).每次降解实验做3次平行,数据分析均取3次实验数据的平均值.1.4数据分析MB脱色率(ηMB)及COD去除率(ηCOD)的计算公式分别如式(1)及(2)所示.MB100%tA AAη−=× (1)CODCOD COD100%CODtη−=× (2)式中:A0与A t表示初始的吸光度与电解t时间后的吸光度(λ=664nm);COD0与COD t表示初始的COD浓度与t时刻的COD浓度,mg/L.平均电流效率(CE)和能耗(EC)的计算公式分别如式(3)及式(4)所示.COD CODCE8t FVI tϕ−=× (3)5期 雷佳妮等：脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝 1769()20EC COD COD t UI t V ϕ=−× (4)式中:F 表示法拉第常数,取96487C/mol;V 表示溶液体积,mL;U 表示槽压,V;I 表示电流,A;t 表示电解时间,min;φ表示占空比.1.5 阴极MB 冲洗在电解带正电荷的MB 时,由于其电荷性,会使得其在阴极上富集而并非被降解掉.因此,在完成电解后,需要用定量去离子水分多次清洗阴极,并将清洗液体全部收集后定容到250mL.利用分光光度计测试样品在664nm 处吸光度数据,根据标准曲线计算出清洗水样中对应MB 浓度,最终得出MB 的残余质量,对比两种供电模式下阴极MB 的残留程度.2 结果与讨论2.1 MB 的脉冲电化学氧化降解2.1.1 MB 初始浓度参数研究 由图2可知,MB初始浓度对脱色率和COD 去除率具有较大影响,二者都随初始浓度的增大而减小.这可能因为:初始浓度不同,对于产生强氧化剂的总量影响较小,因此对所氧化降解的MB 总量影响也较小.对于降解等量的MB,废水初始浓度越小,越能显示出更强的脱色率和COD 去除率.当初始浓度由50mg/L 增大到100mg/L 时,MB 脱色率和COD 去除率降低幅度甚小,60min 内MB 脱色率由79.7%降低至74.8%,COD 去除率由62.9%降低至57.5%.当继续增大初始浓度为150mg/L 时,MB 脱色率和COD 去除率降低显著,60min 内MB 脱色率降低至62.3%,COD 去除率降低至47.8%.从降解效果上看,此条件不适合处理初始浓度超过100mg/L 的MB 废水.此外,初始浓度越大,电流效率越小,能耗越大.综合降解效果和能耗,将100mg/LMB 作为接下来的研究参数.M B 脱色率(%)时间(min)15456075 105 120C OD 去除率(%)时间(min)204060801003090图2 不同初始浓度对MB 的脉冲电化学氧化降解结果Fig.2 Results of pulse -electrochemical oxidation degradation of MB with different initial concentration2.1.2 电压参数研究 脉冲电压是由脉冲电源提供,对于电流的传输速度和氧化降解效果具有重要影响.图3为不同脉冲电压对MB 的脉冲电化学氧化降解结果.由图3可知,脉冲电压对MB 脱色率和COD 去除率具有较大影响.脉冲电压越大,MB 脱色率和COD 去除率越大.这是因为:脉冲电压越大,电流密度越大,单位时间内产生的自由基数目越多[15],使得相同时间内所氧化降解的MB 越多.当电压由4.5V 增大至5.5V 时,MB脱色率和COD 去除率增大非常显著,出现一个阶跃,45min 内MB 脱色率由52.1%增大至62.2%, COD 去除率由38.0%增大至45.8%.这可能是因为:此电压下在电极附近产生的羟基自由基达到一定浓度可以充分将MB 氧化降解,而且电压越大,自由基产生速度越快,所以增大电压可使得降解效率增大显著.当继续增大电压至6.0V 时, 45min 内MB 脱色率和COD 去除率分别为62.8%和46.8%,与电压为5.5V 时相比变化甚小.这可能1770 中 国 环 境 科 学 38卷是因为:此电压下电极附近产生的羟基自由基逐渐接近饱和,继续增大电压对降解效果的影响不大.此外,增大电压,废水温度急剧升高,过多的能量被用于析氧副反应,放出大量热量,增大能耗.综合降解效率和能耗,选择5.5V 作为接下来的研究参数.20 40 60 80 M B 脱色率(%)时间(min)0 15 304560 7590C OD 去除率(%)时间(min)15304560 75 90 020406080图3 不同脉冲电压对MB 的脉冲电化学氧化降解结果Fig.3 Results of pulse -electrochemical oxidation degradation of MB with different pulse voltage2.1.3 脉冲频率参数研究 扩散层的形成会使得溶液中的有机物进入电极/溶液界面层出现困难,成为控制反应速率的重要因素,而脉冲供电模式的优势在于通过控制脉冲频率,有效缓解(甚至解决)电化学反应过程中的这一扩散问题.图4为不同脉冲频率对MB 的脉冲电化学氧化降解结果.由图4可知,当脉冲频率由100Hz 增大至1500Hz 时,MB 脱色率和COD 去除率随着脉冲频率的增大而增大,90min 内MB 脱色率由82.1%增大至90.1%,COD 去除率由61.4%增大至70.1%.但继续增大脉冲频率至2000Hz 时,MB 脱色率和COD 去除率都有所降低.由上述结果可知,频率过高或过低,都不利于MB 废水的脱色率和COD 去除率.这可能是因为:频率越小,放电时间越长,表示电化学反应时间越长,但如果时间长到使得表面扩散层建立,使MB 分子由溶液本体向界面处扩散的过程受阻,自然会对降解过程不利.当频率过大时,放电时间过短,单位周期内的羟基自由基产量减少,无法充分氧化扩散进入的MB 分子,造成降解效果下降.只有当频率较合适时,周期内放电产生的羟基自由基与该时间段内扩散进入界面层的MB 分子进行充分足量反应,使得降解效果最佳.由图4可知,当脉冲频率为1500Hz 时,MB 脱色率和COD 去除率最大.此外,当脉冲频率为1500Hz 时,能耗最小,电流效率最大.综合降解效果和能耗,选定1500Hz 作为接下来研究的参数.2.1.4 占空比参数研究 占空比代表电流的导通时间在一个脉冲周期内所占的比例[15].通过调节占空比可以调节电流分配,进而控制电能消耗.图5为不同占空比对MB 的脉冲电化学氧化降解结果.由图5可知,占空比对MB 脱色率和COD 去除率具有较大影响,MB 脱色率和COD 去除率随着占空比的增大而增大.当占空比由30%增大至90%时,90min 内MB 脱色率由77.5%增大至99.4%,COD 去除率由63.8%增大至78.0%.这可能是因为:当脉冲频率一定时,占空比越大,电流导通时间越长,电化学反应时间越长,电极周围产生的羟基自由基越多,并能与该时间段内扩散进入界面层的MB 充分反应,使得氧化降解效率更高.当占空比为90%时,75min 内MB 脱色率达到99.2%;当占空比为70%时,90min 内MB 脱色率也已达到96%.由上述结果可知,只要反应时间够长,两种占空比下都能够产生足够的羟基自由基,达到相应的降解效果.说明占空比增加到一定程度后,对氧化降解效果影响不大,关键作用在于5期 雷佳妮等：脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝 1771调节电耗.但占空比越大,电流导通时间越长,能耗也越大.综合降解效果和能耗,又能体现脉冲电源相比直流电源的优势,认为最佳占空比为50%,故选定占空比50%作为接下来研究的参数.M B 脱色率(%)时间(min)0 15 304560 759020 40 60 80C OD 去除率(%)时间(min) 015304560 75 90 020406080图4 不同脉冲频率对MB 的脉冲电化学氧化降解结果Fig.4 Results of pulse -electrochemical oxidation degradation of MB with different pulse frequencyM B 脱色率(%)时间(min)0 15 304560 759020 40 60 80C OD 去除率(%)时间(min)15304560 75 9020406080图5 不同占空比对MB 的脉冲电化学氧化降解结果Fig.5 Results of pulse -electrochemical oxidation degradation of MB with different duty ratio2.1.5 NaCl 浓度参数研究 NaCl 可以通过增强溶液的导电性和传质速率,进而影响MB 的电化学氧化降解效果.图6为不同NaCl 浓度对MB 的脉冲电化学氧化降解结果.由图6可知,NaCl 浓度对MB 脱色率和COD 去除率的影响显著.当NaCl 浓度为0.005mol/L 时,90min 内MB 脱色率为100%,COD 去除率为88.3%.当NaCl 浓度低于0.01mol/L 时,随着NaCl 浓度的增加,MB 脱色率和COD 去除率都随之增加.这可能是因为:一方面,HO·等强氧化剂的产生主要依赖于溶液的导电性,NaCl 浓度越大,溶液电导率越大,电流传输速度越快,因而MB 电化学氧化反应速率越快;另一方面,NaCl 的投加,促使溶液中活性氯的大量产生,加速有机废水的间接氧化过程,所以MB 脱色率和COD 去除率都随之增大.但当NaCl 浓度超过0.03mol/L 时,MB 脱色率急剧增加,COD 去除率却急剧减小.这可能是因为:若NaCl 浓度过大,过量的NaCl 导致析氯反应大量发生,能量被过多消耗, MB 废水被漂白,而非被降解.另外,若Cl -浓度过大,反而会破坏水质,所以NaCl 投加量不宜过多.此外,当NaCl 投加量为0.01mol/L 时,能耗最小,电流效率最大.综合MB 降解效果和能1772 中 国 环 境 科 学 38卷耗得出,NaCl 的最佳投加量为0.01mol/L.M B 脱色率(%)时间(min)C OD 去除率时间(min)0 15 30 456075 90(b)COD 去除率图6 不同NaCl 浓度对MB 的脉冲电化学氧化降解结果Fig.6 Results of pulse -electrochemical oxidationdegradation of MB with different NaClconcentration2.2 对比脉冲电化学氧化与直流电化学氧化 由上述结果可知,脉冲电化学氧化降解MB 的最优条件为:MB 初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V ,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%, NaCl 投加量为0.01mol/L.图7为优化后的脉冲供电模式与相同条件下的直流供电模式对MB 的氧化降解结果.由图7可知,两种供电模式下,MB 脱色率和COD 去除率都随时间逐渐增大,最终趋于平缓,且MB 脱色率始终大于COD 去除率.这说明电化学反应中自由基优先攻击MB 发色基团,使之分解发生转变.在实验过程中发现,随着反应的不断进行,MB 溶液颜色逐渐褪去,由深蓝色变为淡蓝色,脉冲最优条件下最终变为无色.在全部实验结果中,脱色率始终大于COD 去除率,这表明自由基对MB 发色团的破坏过程(脱色过程)比COD 去除过程更容易实现.去除率(%)时间(min) 020406080100 图7 两种供电模式对MB 的电化学氧化降解结果 Fig.7 Electrochemical oxidation degradation of MB bytwo different power supply modes此外,脉冲最优条件下MB 脱色率和COD 去除率都明显高于直流条件.这可能是因为:当电流提供时,电极/溶液界面处的电化学反应进行.在直流模式下,PbO 2阳极表面的扩散层会随时间的推移开始形成并不断增厚,严重影响甚至阻碍溶液本体中的MB 进入PbO 2阳极/溶液界面,使得MB 无法与界面处的强氧化性物质充分碰撞接触,对反应造成一定程度(甚至致命程度)的影响.在脉冲模式下,电流提供时间很短,在如此短的时间内, PbO 2阳极表面的扩散层形成后很难快速增厚,继而又会因为电流的断开而消失;随后,溶液本体中的MB 会顺利进入PbO 2阳极/溶液界面处,阳极周围产生的自由基等物质也会扩散进入溶液本体;随后,电流又开始提供,如此循环.通过这种不断“通电——断电——通电”的方式,有效增大MB 与强氧化性物质的碰撞接触机会,提高反应效率.由于MB 带正电荷,会使得其在阴极上富集而并非被降解掉,因此可以从MB 在阴极的残留程度对比分析两种供电模式.表1为两种供电模式下的阴极残留程度和能耗.由表1可知,脉冲最优条件下阴极MB 的残留程度明显低于直流条5期雷佳妮等：脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝 1773 件.这可能是因为:在直流供电模式下,由于电场方向确定,导致溶液本体中带有正电荷的MB向阴极区移动并富集,虽然也使得水体中的浓度降低,但最终并未被降解.在脉冲模式下,电流提供时间很短,形成的扩散层短时间内很难快速增厚,继而又随着电流的断开而消失.在电流断开这段时间内,阴极富集的MB有一部分又扩散进入溶液本体,所以阴极富集程度相比于直流条件较低.一方面富集在阴极上的MB越少,就有可能使更多的MB被氧化降解;另一方面阴极残留物越多,越容易造成浓差极化,引起电极钝化,使处理效率降低.因此,从阴极MB的残留程度上认为,脉冲供电模式明显优于直流供电模式.表1脉冲供电模式与直流供电模式的结果对比Table 1 Performance of pulse electrocatalysis and directcurrent catalytic条件残余MB(mg)残余COD(mg)能耗(kW⋅h/gCOD)电流效率(%)脉冲条件 1.5 2.5 0.013 60.1直流条件7.2 10.5 0.107 13.6此外,脉冲最优条件下的电耗明显低于直流电解,电流效率明显高于直流电解.这是因为脉冲电源主要是采用“供电——断电——供电”这种不断交替供电的方法,通过减少周期内的供电时间,增大电流效率,提高电能利用率.因此,从能耗和电流效率上比较认为,脉冲供电模式明显优于直流供电模式.3结论本文以Ti/PbO2-PVDF氧化电极为阳极,对MB模拟染料废水进行脉冲降解处理,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比、NaCl浓度五个因素对降解效果的影响,并将优化后的脉冲供电模式与相同条件下的直流供电模式进行对比.结果表明,当MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为 5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%,NaCl浓度为0.01mol/L时,脉冲式电化学氧化降解MB效果最好.在相同条件下,脉冲供电模式在降解效果、能耗及阴极MB的残留程度上都优于直流模式.参考文献：[1] 陈明功,齐永涛,张鑫敏,等.低温等离子体与絮凝剂处理印染废水的协同效应 [J]. 中国环境科学, 2010,30(9):1207-1212.[2] 应传友.电催化氧化技术的研究进展 [J]. 化学工程与装备,2010,(8):140-142.[3] Bagastyo A Y, Radjenovic J, M u Y, et al.Electrochemicaloxidation of reverse osmosis concentrate on mixed metal oxide (M M O) titanium coated electrodes [J]. 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三维电极光催化处理亚甲基蓝废水
45
1.0V
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25
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15
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5
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t/min
图 4.6 外加偏电压对降解率的影响
最佳光照高度为15cm
最佳外加偏电压为2.5V
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（A0-A）/A0% （A0-A）/A0%
4.3.5 亚甲基蓝溶液初始浓度 对降解率的影响
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3ml/L
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6Байду номын сангаасl/L
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4.3.6 电解质溶液浓度对降解率 的影响
41
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33 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
电解质溶液浓度mol/L
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三维电极光电催化实验
用150 mL烧杯作为反应槽，以一定浓度的亚甲基蓝溶 液充当有机染料废水作为目标降解物，以石墨为电极，由 直流稳压电源提供相应恒定的外加电压加在电极之间，在 烧杯中填充TiO2/陶瓷粒子和铁屑作为粒子电极构成三维 电极体系。以一定浓度的无水硫酸钠溶液为电解质，经紫 外灯照射进行反应。反应时间为90 min，每隔15 min取一 次样，用分光光度计测定溶液吸光度。通过改变外加电压 ，粒子配比，电解质浓度等方式作为单一变量，确定其最 佳条件。
催化氧化亚甲基蓝废水的高效处理技术的研究
催化氧化亚甲基蓝废水的高效处理技术的研究随着工业化程度的提高和人们的生活水平不断提高，各种生产过程中产生的废水也逐渐增多，而其中含有大量有毒、有害物质的废水更是给环境带来了严重危害。
其中，亚甲基蓝废水更是一个烦恼。
亚甲基蓝是一种有毒有害的化学物质，经常用于染料及制药等领域。
但它的排放也会对环境造成巨大影响，致使地下水或地表水等淡水资源中出现大量的亚甲基蓝而使水质品质受到极大的破坏，因此，有效的处理技术显得至关重要。
传统的处理方法往往是生物处理，即喷淋氧化法、生物反应器法或活性污泥法等。
然而，传统的生物处理方法处理这种有毒有害的化学物质的效果不够理想，处理难度也相对较大。
因此，在研究中，我们采用了催化氧化技术来处理亚甲基蓝废水。
催化氧化技术作为一种新型、高效、经济、环保的方法，具有很好的潜力和应用前景。
催化氧化技术是指利用催化剂的性质促进氧化反应进行，从而发挥催化剂对废水中有机物的高效去除。
因此，改变传统的处理方式也需要进行深入的研究，有机地整合各类外部催化剂。
在本次研究中，我们采用了一种“二氧化铕”为催化剂。
该催化剂是一种近几年来出现的新型催化剂，具有较高的催化活性和较小的使用量，具有很好的催化活性。
我们的研究结果显示，使用“二氧化铕”可以对亚甲基蓝废水进行高效处理，而且处理后的废水中含有的亚甲基蓝浓度明显下降。
在进行实验前，首先进行了实验前处理。
实验前处理的主要目的是将废水处理成化学性质稳定、且不含过多有机物质，滤纸切成小片后被烧成灰烬，过滤后的废水被用于后续实验。
下一步，是实验的主要过程-- “二氧化铕”对亚甲基蓝废水的催化氧化处理。
在本次实验中，对不同浓度和反应时间下的催化处理效果进行了研究。
从研究结果来看，当pH值为7时，适宜的“二氧化铕”用量是0.2g/L，反应时间在60分钟时催化效果最佳，处理后亚甲基蓝的去除率达到95%以上。
此外，值得深思的是如何更加高效、经济地处理亚甲基蓝废水。
基于研究结果，我们可以得到以下结论：首先，尽量将废水处理成化学性质稳定、且不含过多有机物质，以获得更好的催化效果；其次，在使用过程中应注意催化助剂的精细化加工，从而提高其效率；最后，可以考虑与其他催化剂（例如钛、锰等）的联合使用，以获得优化后的效果。
电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究
2011 届毕业（设计）论文题目电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究专业班级 07环境监察01班学号 ********** 学生姓名周雄军学院环境与城市建设学院指导教师王营茹指导教师职称副教授完成日期： 2011 年 5 月 30 日电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究Electrochemical treatment of methylene blue wastewater学生姓名周雄军指导教师王营茹摘要亚甲基蓝（MB）是印染废水的典型代表，它是一种硫氮杂苯染料，常被用作生物染色剂、氰化物的解毒剂、氧化指示剂和化学分析试剂，而它又不易被一些常规的方法所降解，所以很容易引起严重的环境污染问题。
从国内部分染料厂废水处理工艺及效果看出，采用传统的物化、生化的方法处理染料废水，较难达到去除效果、经济成本、生态保护的统一，同时色度仍不易达标。
因此，氧化能力较强，不产生二次污染的电化学氧化技术就成为处理染料废水的新途径。
论文通过配置一定浓度的亚甲基蓝标准溶液，采用最近广为关注的新型电极材料—钛基镀层电极，运用控制变量法，研究电化学处理亚甲基蓝的影响因素，并在此基础上，进一步探讨其电解机理。
结果表明：在外加电压为6.0V，pH≈4.00，极板间距为1.0cm，亚甲基蓝起始浓度20mg/L，温度为30℃，电解质（Na2SO4）浓度为0.5%的条件下，电解处理2小时，亚甲基蓝的去除率即可达97.7%。
在此最佳条件下，测定了亚甲基蓝电解反应前后溶液COD和TOC的变化。
结果表明：随着电解反应的进行，溶液的COD值先逐渐减小，然后又缓慢上升，2小时后COD的去除率为68.8%。
同时随着电解反应的进行，溶液的TOC值是逐渐减小，2小时后TOC的去除率为61.5%。
这表明随着电解反应的进行，亚甲基蓝变成了其他小分子的有机物，而没有完全矿化。
关键词：电化学处理；钛钌电极；亚甲基蓝AbstractMethylene blue is a typical representative of dyeing wastewater，It is a mixed nitrogen and sulfur dyes Benzene，Often used as a biological stain, an antidote for cyanide oxidation and chemical analysis reagent indicator，And it is not susceptible to degradation of some conventional methods, so it is easy to cause serious environmental pollution problems.Dye from the domestic part of the wastewater treatment process and results see，Traditional physical and chemical, biochemical approach to wastewater, it is harder to remove the effect of economic costs, ecological protection of the unity, while color is still not easy to compliance.Therefore, the oxidation ability, no secondary pollution of the electrochemical oxidation of dye wastewater has become a new way to deal with.Articles by configuring a certain concentration of methylene blue standard solution, using the recent widespread concern about the new electrode materials - titanium-based coating electrodes, the use of control variables to study the electrochemical treatment of methylene blue influencing factors, and on this basis, to further explore the electrolysis mechanism.The results showed that: the applied voltage is 6.0V, pH ≈ 4.00, the plate spacing of 1.0cm, Methylene blue initial concentration of 20mg / L, the temperature is 30 ℃ ,electrolyte (Na2SO4) 0.5% under the conditions of electrolysis for 2 hours, the removal rate of methylene blue can be up to 97.7%.Under the optimum conditions were determined before and after the electrolysis reaction of methylene blue solution of COD and TOC changes. The results show that: with the electrolysis reaction, the COD value of the solution decreases gradually at first and then rise slowly, 2 hours after the COD removal rate was 68.8%. At the same time as the electrolysis reaction, the TOC value of the solution is first decreased, then increased slowly, 2 hours after the TOC removal rate was 61.5%. This indicates that with electrolysis reaction, methylene blue into the other small organic molecules, but not completely mineralized.Key words: electrochemical treatment；Ti Ru electrode；methylene blue目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................................... I I 第一章：文献综述. (1)1.1亚甲基蓝 (1)1.1.1 亚甲基蓝的物理性质 (1)1.1.2 亚甲基蓝的化学性质 (1)1.1.3 亚甲基蓝的应用 (2)1.1.4 国内外的研究状况 (2)1.1.5实验对比 (4)1.2电化学 (5)1.2.1课题背景 (5)1.2.2环境污染物的电化学处理方法 (6)1.2.3电化学技术在废水处理中的应用 (7)1.2.4环境污染物电化学治理技术存在的问题与对策 (8)1.2.5本论文主要研究内容 (9)第二章实验部分 (10)2.1 实验试剂及仪器 (10)2.1.1 实验药品 (10)2.1.2 实验仪器及设备 (10)2.2 实验装置图 (10)2.3 模拟废水的配置 (11)2.4 实验方法 (11)2.5 取样方法 (11)2.6 分析方法 (11)2.7 实验原理 (12)第三章实验结果与讨论 (13)3.1亚甲基蓝的基性 (13)3.2 标准曲线的制作 (13)3.3电解亚甲基蓝的影响因素研究 (14)3.3.1 溶液PH对亚甲基蓝去除率的影响 (14)3.3.2 外加电压对亚甲基蓝去除率的影响 (15)3.3.3 电解质浓度对亚甲基蓝去除率的影响 (15)3.3.4 极板间距对亚甲基蓝去处率的影响 (16)3.3.5 溶液的初始浓度对亚甲基蓝去除率的影响 (17)3.3.6 温度对亚甲基蓝去除率的影响 (18)3.3.7 电解时间对亚甲基蓝去除率的影响 (19)3.4 机理分析 (20)3.4.1亚甲基蓝溶液COD标准曲线的制作 (20)3.4.2电解前后亚甲基蓝溶液COD去除率的变化 (20)3.4.3亚甲基蓝溶液TOC标准曲线的制作 (21)3.4.4电解前后亚甲基蓝溶液TOC去除率的变化 (22)3.5结果分析 (23)3.6本章小结 (24)第四章结论与建议 (25)4.1结论 (25)4.2建议 (25)参考文献 (27)致谢 (30)第一章：文献综述1.1亚甲基蓝1.1.1 亚甲基蓝的物理性质亚甲基蓝（Methylene Blue）简称MB，分子式为C16H18ClN3S，分子量为319.85，熔点为190℃，别名：次甲基蓝；亚甲蓝；品蓝；美蓝；四甲基蓝；盐基湖蓝；碱性亚甲蓝；亚甲基天蓝；碱性蓝9；三水合亚甲基蓝；氯化四甲基硫堇是一种红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，难溶于冷水及醇，加热则易于溶解，稍溶于酒精则呈蓝色；遇浓硫酸呈黄光绿色；稀释后呈蓝色；无气味，在空气中稳定，1g溶于约25mL水、约65mL乙醇，溶液为天蓝色，溶于氯仿，不溶于乙醚和苯。
电化学法处理废水的微型模拟实验
理 的方法众 多 ， 多 已经 为 中 学 师生 所 熟 知 。近 很
年来 逐渐兴 起 的 电化 学处 理废水 的技术 迅速 发展 并 成 为广大 环保 工作 者所 重视 的重 要方 法 。该法 对 各 种废 水 处理 适 应 性 强 、 效 、 高 无二 次 污 染 ， 已
被 广泛应 用 于工 业 废 水 和 生 活废 水 的处 理 当中 。
图 １
阴极 ：Ｈ ２ ＋ ２ 一 ｅ一
件 下发 生沉 淀反 应 ：
Ｆ２ ＋ ０ 一 ｅ ２ Ｈ一 ＋ ０ 一 ３ Ｈ一
｝ ｛ ’十
产 生 的 Ｆ¨ 、 ｅ 与原 有 的 ｃ３ 在 碱 性条 ｅ Ｆ¨ ｒ 均
《 学仪 器 与实验 ＞ ２ 教 第 ４卷 ２ ０ ０ ８年 第 １ ０期
・３ ・ ９
染 色 体 数 目变 化 实 验 中染 液 的 配 制
口 曹 金 真
浙江省 台州市 温岭 中学 ３ ７０ １５０
人教 版生物 ２ 五章第 二节《 第 染色 体变异 》 中 的学 生分组 实验 “ 温诱 导植 物 染色 体 数 目的变 低
硫 酸钠 ）标 记 为 Ｂ ， 。 ２ 电凝 聚气 浮 法 如图 １ 所示 用 塑料多 用滴 管 吸取废 水 Ａ至液 泡 ４５处 ， 液泡 两侧 一上 一 下 分 别 插 入 两 根 大 ／ 从 头 针 ， 注 意两 根 大 头 针 不 能 相 互 接 触 ， 鳄 鱼 要 用
为 了避 免 阳极材 料本 身 被氧化 。 电解开 始 ， 阴极仍 然 释放 出大 量气体 ， 阳极有 少量 微小 气泡 释 放 ， 微 微 闻到 氯 气 的 刺激 性 气 可 味 。片 刻后 ， 溶液 中生 成 大量 的绿色 沉淀 ， 随着 阴 极气 泡 浮至液 面 。 同时被 电解 的有 色溶液 在氯 气 漂 白和 絮凝物 的 吸附作 用 下 ， 得无 色透 明 。 变 阳极 ：Ｃ 一一２ 一 ２１ ｅ一 ｃ’ ｌ十
亚甲基蓝模拟废水的电化学处理
亚甲基蓝模拟废水的电化学处理李丽荣;王营茹;明银安;杨慧枫;马文梅【摘要】为了探讨电化学法处理亚甲基蓝模拟废水的影响因素,采用钛钌电极做阳极,钢板做阴极,处理亚甲基蓝模拟废水,考察了外加电压、电解质种类、电解质浓度、极板间距、原水浓度及电解时间对处理效果的影响.结果表明:最佳电化学处理条件为外加电压7V,电解质NaCI浓度0.02mol/L,极板间距2cm,原水质量浓度200mg/L,电解时间2h,在不改变室温和原水pH值的条件下,电化学处理亚甲基蓝的脱色率可达98.4％.因此,电化学处理亚甲基蓝模拟废水,影响亚甲基蓝脱色的主要因素有外加电压、电解质种类及其浓度、极板间距及电解时间,原水浓度也有一定的影响.%In order to study the influence factors of electrochemical treatment of methylene blue, wastewater containing methylene blue was treated by the electrochemical method,with Ti/RuO2 as anode and steel electrode as cathode. Experiments were done to study the removal efficiency of applied voltage, the kind and concentration of electrolyte, space between electrodes, initial concentration of dye and electrolysis time. Results show that the optimum conditions are voltage 7 V, NaCl 0. 02mol/L, space between electrodes 2 cm, initial concentration of methylene blue 200 mg/L, electrolysis time 2 h. The removal rate of methylene blue reaches 98.4% after 2 hours electrochemical treatment under the optimum conditions and certain room temperature and pH. Therefore, the main influence factors of electrochemical treatment of methylene blue include applied voltage,the kind and concentration of electrolyte, space betweenelectrodes and electrolysis time. The initial concentration of dye also has certain effect on the removal efficiency.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2012(034)006【总页数】4页(P34-37)【关键词】电化学;亚甲基蓝;钛钌电极;最佳条件【作者】李丽荣;王营茹;明银安;杨慧枫;马文梅【作者单位】武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074;武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074;武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074;武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074;武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X7030 引言纺织印染废水是主要工业废水来源之一.染料种类多，有向着抗光解、抗生化和抗氧化等方向发展的趋势，其废水成分复杂、有机物含量高、可生化性差，所以纺织印染废水的处理成为当今工业废水处理的难点之一[1].色度的去除是印染废水处理的关键所在，传统水处理工艺有吸附、絮凝、气浮、生物氧化、药剂氧化及光催化氧化等，有的处理成本较高，有的不能达到较好的去除效果[2-4].近年来，电化学法引起人们的重视，其具有副产物少、单位体积负荷大、操作简单、易控制等优点，是一种绿色废水处理技术[5-8].随着电化学科学和电力工业的发展，使处理成本大大降低，电化学技术已成为一类颇具竞争力的废水处理方法.本试验以钛钌电极为阳极、不锈钢钢板为阴极，处理亚甲基蓝模拟染料废水，探究影响亚甲基蓝处理效果的因素，并确定电解法处理亚甲基蓝的最佳试验条件.1 试验仪器及方法1.1 试验药品亚甲基蓝(DP，中国医药集团上海化学试剂公司)，Na2SO4(AR，国药集团化学试剂有限公司)，NaCl(AR，上海展云化工有限公司)，蒸馏水.1.2 试验仪器GPS-4303C型多组输出直流电源(固纬电子有限公司)，WJ-88型加热搅拌器，722型可见分光光度计(天津市普瑞斯仪器有限公司)等.1.3 模拟废水的配制用分析天平称取2.000 g的亚甲基蓝固体定容于1 L容量瓶中，配制成2 g/L的母液避光存放以备用.其他不同浓度的亚甲基蓝染料废水根据需要用母液稀释配制. 1.4 试验装置和方法用量筒量取200 mL亚甲基蓝模拟废水倒入250 mL烧杯中，钛钌电极做阳极、不锈钢钢板做阴极，两极板间距可调，加入一定量的电解质，于室温下进行相关试验，试验装置见图1.间隔30 min取样，稀释适当倍数，静置3～5 min后用可见分光光度计测定水样中亚甲基蓝的浓度(以去离子水为参比，测定其吸光度).图1 电化学试验装置图Fig.1 Figure of electrochemical experiment device注：1.直流电源；2.加热搅拌器；3.转子；4.阴极；5.阳极；6.亚甲基蓝模拟废水2 试验结果与讨论2.1 外加电压对亚甲基蓝脱色率的影响亚甲基蓝初始质量浓度100 mg/L，电解质(NaCl)浓度为0.02 mol/L，钛钌电极做阳极、钢板做阴极，极板间距2 cm，电解时间2 h，在室温、pH值不变的情况下，考察不同外加电压对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图2所示.图2 外加电压对亚甲基蓝脱色率的影响Fig.2 Effect of applied voltage on the removal rate of methylene blue由图2可知：电压从4 V上升到8 V，电解2 h，亚甲基蓝的脱色率从31.8%上升到99.9%；同时，随电压增大，电极表面粉红色气泡增多.郑辉等对电氧化法处理难生化化工有机废水进行了试验研究，结果表明随电压升高，阳极析出的氧虽然增多，但电化学氧化指数却在降低，电流效率在降低[9].所以，考虑到电解过程的安全和经济问题，在保证有机物能被充分降解的前提下，选择7 V为适宜的电压.2.2 添加不同电解质对亚甲基蓝脱色率的影响亚甲基蓝初始质量浓度100 mg/L，钛钌电极做阳极，钢板做阴极，外加电压为7 V，极板间距2 cm，电解时间2 h，在室温、pH值不变的情况下，考察浓度为0.02 mol/L不同电解质(NaCl和Na2SO4)对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图3所示.图3 不同电解质对亚甲基蓝脱色率的影响Fig.3 Effect of different electrolyteon the removal rate of methylene blue图3分别为添加0.02mol/L Na2SO4和添加0.02 mol/L NaCl的亚甲基蓝模拟废水的脱色率随时间变化的曲线.电解2 h，添加NaCl体系的脱色率为99.2%，添加Na2SO4体系的脱色率为28.9%.边朝政等[10]添加NaCl对亚甲基蓝电化学脱色过程的影响研究结果表明，添加Na2SO4和NaCl的电解过程和机理不同，添加Na2SO4主要起到提高溶液的导电性，减小溶液电阻损耗，抑制电迁移带来的影响，而添加NaCl，脱色效果好，主要是Cl-在电解过程中发生了以下电化学过程：Cl-→Clads+e-Clads+Cl-→Cl2+e-Cl2+H2O→HOCL+H++Cl-HOCl→H++OCl-OCl-有很强的氧化作用，能够氧化染料分子，取得较好的脱色效果，以NaCl作为外加电解质对亚甲基蓝的脱色率比Na2SO4大得多就是原因所在.由图3可知，采用电解处理亚甲基蓝废水，分别以NaCl和Na2SO4为电解质，电解1 h添加NaCl的脱色率比添加Na2SO4的高出56.5%，电解2 h高出70.3%.因此，选择NaCl为适宜的外加电解质.2.3 氯化钠浓度对亚甲基蓝脱色率的影响亚甲基蓝初始质量浓度100 mg/L，钛钌电极做阳极，钢板做阴极，外加电压为7 V，极板间距2 cm，电解时间2 h，在室温、pH值不变的情况下，考察不同氯化钠浓度对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图4所示.图4 氯化钠浓度对亚甲基蓝脱色率的影响Fig.4 Effect of concentration of NaCl on the removal rate of methylene blue由图4可以看出，随着NaCl浓度升高，亚甲基蓝的脱色率上升.NaCl浓度从0.01 mol/L增加到0.02 mol/L，2 h脱色率由67.7%达到了99.2%，增加了31.5%.NaCl浓度为0.025 mol/L时，1 h脱色率就达到99.6%；NaCl浓度为0.03 mol/L时，0.5 h脱色率就达到96%.这表明，随NaCl浓度增加，溶液中的Cl-浓度增加，活性氯的量也增多，间接氧化能力增强；同时Cl-浓度增加，它在阳极上的吸附竞争加强，副反应减弱，使脱色率升高[9].电解质浓度亦不宜偏高，因为电解质浓度较高，产生的活性氯足够多，Cl-在阳极上的吸附也基本达到饱和，电流效率下降，电耗增加，将使电解过程不稳定.因此，选择NaCl浓度为0.02 mol/L.2.4 极板间距对亚甲基蓝脱色率的影响亚甲基蓝初始质量浓度100 mg/L，钛钌电极做阳极，钢板做阴极，外加电压为7V，NaCl浓度为0.02 mol/L，电解时间2 h，在室温、pH值不变的情况下，考察不同极板间距对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图5所示.图5 极板间距对亚甲基蓝去除率的影响Fig.5 Effect of space between electrodes on the removal rate of methylene blue由图5可以看出，随极板间距的增大，亚甲基蓝的脱色率逐渐下降，这是因为极板间距较小时，浓度差极化的影响较小，超电势随之降低，处理效果较好.虽然极板间距越小脱色率越高，但是过小的极板间距会使极板间溶液的流量减小、模拟废水温度升高，还会使极板间电场过强，有引起通电瞬间极板间放电的危险，降低电极的使用寿命；极板间距过小也会提高电解装置的设计要求.综合考虑安全和经济因素，选择中间值2 cm作为适宜极板间距.2.5 原水浓度对亚甲基蓝脱色率的影响以钛钌电极做阳极，钢板做阴极，外加电压为7 V，极板间距2 cm，NaCl浓度为0.02 mol/L，电解时间2 h，在室温、pH值不变的情况下，考察原水浓度对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图6所示.图6 原水浓度对亚甲基蓝去除率的影响Fig.6 Effect of initial concentrations of dye on the removal rate of methylene blue由图6可以看出，随着模拟废水初始浓度升高，脱色率降低.电解2 h，亚甲基蓝模拟废水质量浓度分别为100、200、300、400、500 mg/L的脱色率分别为99.2%、98.4%、77.8%、66.2%、43.6%.同样电解2 h，100 mg/L、200 mg/L 的脱色率仅相差0.8%，且去除率均大于98%，因此处理初始质量浓度为200 mg/L废水肯定更经济.2.6 电解时间对亚甲基蓝脱色率的影响模拟废水初始质量浓度为200 mg/L，钛钌电极做阳极，钢板做阴极，外加电压为7 V，极板间距2 cm，NaCl浓度为0.02 mol/L ，在室温、pH值不变的情况下，考察不同电解时间对亚甲基蓝脱色率的影响，结果如图7所示.图7 不同电解时间对亚甲基蓝脱色率的影响Fig.7 Effect of electrolysis time on the removal rate of methylene blue由图7可知，亚甲基蓝的脱色率随电解时间的延长而增加，电解2 h亚甲基蓝的脱色率达到98.4%，电解3 h亚甲基蓝的脱色率达到99.1%，相比2 h只增加0.7%.亚甲基蓝的降解速率随电解时间的延长而降低，这是因为反应起始阶段，高浓度的亚甲基蓝能较快地扩散到电极表面并发生反应；但是随电解时间的延长，反应物和中间体在电极表面的吸附使电流效率降低，并且大部分亚甲基蓝结构已被破坏，单位时间内扩散到电极表面的亚甲基蓝减少，使亚甲基蓝浓度变化趋于平缓.因此从反应时间对脱色率的影响和试验的经济性考虑，选择2h是最适宜的电解时间.3 结语通过以钛钌电极为阳极、钢板为阴极，对亚甲基蓝模拟废水进行电化学处理，试验结果表明，外加电压、电解质种类及浓度、极板间距、电解时间都是影响亚甲基蓝脱色的主要因素，原水浓度对脱色率有一定的影响；试验确定了电化学处理亚甲基蓝的最适宜条件，外加电压7 V，氯化钠浓度0.02 mol/L，极板间距2 cm，原水质量浓度200 mg/L，电解时间2 h，在不改变室温及原水pH值的条件下，电化学处理亚甲基蓝的脱色率可达98.4%.参考文献：[1] 李家珍．染料、染色工业废水处理[M]．北京：北京化学工业出版社，1997．[2] 武道吉，谭风训，王江清．紊流絮凝技术研究[J]．水处理技术，1999，25(3)：171-173．[3] 甘莉，甘光奉．电凝聚水处理技术的新进展[J]．工业水处理，2002，22(5)：5-7．[4] Basiri Parsa J， Rezaei M， Soleymani A R． Electrochemical oxidationof an azo dye in aqueous media investigation of operational parameters and kinetics[J]. Journal of Hazardous Materials，2009，168：997-1 003. [5] 王营茹，胡文云，李彦秋．水解-好氧工艺处理模拟染料废水试验[J]. 武汉工程大学学报，2008，30(4)：69-72.[6] 王营茹，王莉.不同电极材料处理蒽醌蓝染料废水的比较[J]. 武汉工程大学学报，2009，31(9)：31-34.[7] 葛建团，曲久辉，徐敏．电化学方法用于酸性红B模拟废水脱色试验研究[J]．环境污染治理技术与设备，2002，3(5)：12-14．[8] 魏毅，汤亚飞，明勇．活性炭载Fe2+三维电极法处理染料废水[J]．武汉工程大学学报，2009，31(9)：35-37，41．[9] 郑辉，李德生，于连群，等．电氧化法处理难生化化工有机废水试验研究[J]．兰州交通大学学报：自然科学版，2004，23(6)：4-8．[10] 边朝政，王栋，于连海．添加氯化钠对亚甲基蓝电化学脱色过程的影响研究[J]．辽宁化工，2010，39(2)：136-139．。
Fenton试剂氧化降解亚甲基蓝模拟废水的条件研究
的０ ． ３ ％Ｈ Ｏ ２ 溶液 ， 并 以此作为反应 的开始时间（ ｔ ＝ Ｏ ） ， 反应结束后 ， 将待测液在亚甲基蓝溶液最佳吸收波 长 的条 件下 ， 用可 见 光分光 光 度计 进行测 定 ， 从而考 察 各 因素对 亚 甲基 蓝 去除 率 的影 响 ．
２ 实 验 结 果 与 讨 论
的吸光度．
２ ． ２ 亚 甲基蓝浓度与吸光度标准 曲线
配制浓度分别为１ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 、 ８ ｍ 、 ４ ｍ ｇ ／ Ｌ 、 ２ ｍ ｇ ｅ Ｌ 、 ｌ ｍ ｇ ／ Ｌ 的亚甲基蓝溶液 ， 在亚甲基蓝溶液最佳吸收波长的条
件下 ， 用分光光度计进行测定 ， 做 出亚 甲基蓝溶液 的
Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 试剂氧化降解亚 甲基蓝模拟废水的条件研究
周 美珍
（ 宁德 师范学 院 化学 系， 福建 宁德 ３ ５ ２ １ ０ ０ ）
摘要 ：采用Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ￣剂 氧化 降解亚 甲基蓝． 结果表 明： Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 氧化过程 中 ， Ｈ ： ０ ： 溶液 的用量 、 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４ ￣液的用
究对象 ， 使用Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 氧化对 亚甲基蓝模拟废水进行处理 ， 考察Ｈ Ｏ ： 用量 、 反应时间 、 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ 用量及ｐ Ｈ 对亚 甲基蓝氧化去除率 的影响 ， 为含亚甲基蓝的废水 的处理提供一定的理论参考依据【 ．
１实验部分
１ ． １ 实验 仪 器 与 试 剂
基 蓝废 水 ．
关键词 ：Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 试剂 ； 亚 甲基蓝 ； 染料废水 中图分类号 ： Ｘ ７ ０ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ ． ２ ４ ８ １（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ． ０ ０ ２ ４ ． ０ ３
工湿地一微生物燃料电池系统处理低浓度亚甲基蓝废水的效果
average removal rate of COD was 68. 73% , the total phosphorus was 58. 08% , the ammonia nitrogen was 75. 63% . When the
20,30 mg / L 的系统中平均输出电压分别为 296. 0,317. 0,332. 1,345. 4 mV。 表明人工湿地 -微生物燃料电 池 系 统 可 以
处理低浓度亚甲基蓝废水,但随着废水中亚甲基蓝浓度升高对处理效果有一定抑制作用。
关键词:人工湿地 -微生物燃料电池;亚甲基蓝;COD;总磷;氨氮;产电
ammonia nitrogen removal rates are 63. 82% , 60. 99% , 47. 67% ; blank, methylene blue concentrations of 10, 20 and 30 mg / L,
respectively, the average output voltage in the system was 296. 0, 317. 0, 332. 1, 345. 4 mV. It showed that the artificial
摘 要:采用人工湿地 -微生物燃料电池系统对浓度为 10,20,30 mg / L 亚甲基蓝废水进行处理,考察人工湿地 -微生物燃
料电池系统对面源污染低浓度亚甲基蓝废水的处理效果。 结果表明,废水中亚甲基蓝浓度分别为 10,20,30 mg / L 时,
FeCu和FeCuC内电解处理亚甲基蓝模拟染料废水
潘 霏，张学洪，刘立恒
（桂林理工大学 ａ环境科学与工程学院；ｂ广西环境污染控制理论与技术重点实验室； ｃ岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心，广西 桂林 ５４１００６）
摘 要：采用 Ｆｅ／Ｃｕ二元内电解和 Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ三元内电解处理亚甲基蓝模拟染料废水，探讨了 Ｆｅ／Ｃｕ和 Ｆｅ／ Ｃｕ／Ｃ质量比、填料投加量、废水初始 ｐＨ、反应时间和反应温度对 ＣＯＤ去除率的影响，优化了两种内电解 的工艺条件，初步分析了二者高 ＣＯＤ去除率的原因。试验结果表明，在试验条件下，Ｆｅ／Ｃｕ二元内电解和 Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ三元内电解的 ＣＯＤ去除率均在 ９０％以上；相同条件下，Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ三元内电解 ＣＯＤ去除率更高，反 应时间更短，填料投加量更少。Ｆｅ／Ｃｕ和 Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ内电解的优化工艺条件分别为：Ｆｅ／Ｃｕ质量比４∶５，填料 投加量 ２７ｇ／Ｌ，初始 ｐＨ＝６，反应时间 ８ｈ，反应温度 ２０℃；Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ质量比４∶５∶１，填料投加量 ２０ｇ／Ｌ， 初始 ｐＨ＝６，反应时间 １２ｈ，反应温度 ２０℃。Ｆｅ／Ｃｕ和 Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ内电解高 ＣＯＤ去除率的原因可能是：微 米级填料提高了与污染物的接触面积，形成了更多的微原电池；填料具有一定的纳米铁的特性。 关键词：内电解；亚甲基蓝；Ｆｅ／Ｃｕ二元体系；Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃ三元体系；废水处理 中图分类号：Ｘ７０３１ 文献标志码：Ａ
此外，内电解对污染物的去除还归因于零价 铁还原、阴极还原、铁的络合和絮凝效应，以及 氢氧化铁的吸附桥接作用［１１］。 １２ 试验材料
第 ３９பைடு நூலகம் 第 １期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３９Ｎｏ１
２０１９年 ２月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｅｂ ２０１９
响应曲面法优化电催化降解染料废水工艺
响应曲面法优化电催化降解染料废水工艺染料废水具有高浓度、高色度、高毒性、酸碱性强及难降解等特点，已成为实际废水处理的难题之一。
因此，寻找一种经济、高效、简单实用的染料废水处理技术，是目前废水处理领域的研究热点。
电化学氧化法因其具有操作简单、易于控制、处理效率高及二次污染产生较少等特点而受到广泛的关注。
智丹等以Ti/Ti4O7为阳极,探究了电流密度、极板间距和初始浓度对美托洛尔电化学降解效率的影响。
刘咚等研究了电化学氧化技术处理含聚丙烯酰胺类聚合物油田污水。
魏旺等采用电化学氧化技术处理高浓度氨氮废水，氨氮去除率可高达84.2%。
尽管电化学氧化法在多种废水处理中具有一定的优势，但存在能耗高和电流效率低等缺陷。
本文尝试以Ti为基底的Ti/SnO2-Sb形稳电极(DSA)来处理有机染料废水，采用响应曲面法优化电解过程工艺参数，从而提高电化学处理废水的效率。
采用DSA形稳电极电化学催化降解废水的影响因素很多，并且各因素之间存在交互作用。
响应曲面法(responsesurfacemethodology，RSM)是数学和统计方法结合的产物，通过合理的实验设计，获取实验数据，并基于该数据构建各影响因素和响应之间的多元回归方程，进而确定最佳的优化参数。
RSM所需要的实验组数较少，可节省人力物力，多元回归方程容易建立，并且能够评价各因素间的交互作用，因而得到广泛应用。
虽然有研究将RSM应用于化学和电催化工艺条件的优化，将RSM应用于优化DSA形稳电极电化学直接氧化处理废水的报道尚未见到。
鉴于此，本研究以钛片为基底，采用涂层热分解法制备Ti/SnO2-Sb 电极，并选用亚甲基蓝溶液作为模拟染料废水，以初始pH、施加电压和阴阳极距离为影响因素，电化学降解过程中的脱色率作为响应值，基于中心复合实验设计进行响应曲面分析，研究各个因素及其交互作用对于脱色率响应值的影响，进而确定电解脱色性能最优时的最佳电化学工艺参数水平值。
一、实验材料和方法1.1 Ti/SnO2-Sb电极制备按照实验需求裁剪钛片，钛片表面洗涤除油后，放入超声波清洗器中，分别用无水酒精和蒸馏水各清洗10min。
不同电极材料用于电化学处理废水中亚甲基蓝的降解
不同电极材料用于电化学处理废水中亚甲基蓝的降解
韩玉花;陈德会;李文丽;吴彦蕾
【期刊名称】《辽宁化工》
【年(卷),期】2023(52)2
【摘要】实现“碳中和”需要各个行业协作发展,而印染行业废水对环境的影响已成为亟待解决的问题。
电化学降解技术对实现绿色工艺、建立“碳中和”体系具有重要作用。
通过对近年复合材料电化学降解废水中亚甲基蓝研究的分析,指出了多功能材料在亚甲基蓝的去除中发挥了重要作用,梳理了电化学处理污水技术的研究进展,对多功能复合材料在电化学降解亚甲基蓝中的应用进行了展望。
【总页数】3页(P295-297)
【作者】韩玉花;陈德会;李文丽;吴彦蕾
【作者单位】重庆化工职业学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ150.9
【相关文献】
1.不同电极材料处理蒽醌蓝染料废水的比较
2.高岭土制备镍钴负载复合光催化剂及其对废水中亚甲基蓝的光降解
3.膨胀石墨电极用于电化学氧化降解甲基橙模拟废水
4.磁性非均相Fe_(3)O_(4)/Si-FeOOH复合材料催化降解处理亚甲基蓝废水
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活性炭负载活性氧化铝电极电化学降解染料废水
活性炭负载活性氧化铝电极电化学降解染料废水宋诗稳;刘冉彤;王天孝;舒水平【摘要】采用活性炭粉末为模板负载活性氧化铝制备改性电极,以亚甲基蓝为目标污染物研究电极的电催化性能,考察了电解质浓度、电解电压、亚甲基蓝初始浓度对亚甲基蓝降解率的影响,初步探讨了电化学降解染料废水的机理,并对活性炭负载活性氧化铝电极进行表征.结果表明,将金属氧化物填充至活性炭粉末的孔洞结构中,金属氧化物由不规则的微观形貌变为规整致密的正方体,说明活性炭为负载金属氧化物提供了模板,为提高阳极材料的稳定性与电降解效率提供了可能.在优化的实验条件下,改性阳极对亚甲基蓝、番红花红T、溴百里香酚蓝、溴甲酚绿及混合染料废水均表现出较好的降解效果,脱色率均达到80％以上.采用碘量法与比色法验证了电化学降解过程中产生的H2O2与OH(·),降解过程中生成H2O2浓度为8.4×10-6mol/L.【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】5页(P54-58)【关键词】活性炭粉末;活性氧化铝;类电芬顿;染料废水;电化学氧化【作者】宋诗稳;刘冉彤;王天孝;舒水平【作者单位】延安大学石油工程与环境工程学院,陕西延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,陕西延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,陕西延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】X781.1;O657.1染料废水因有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理工业废水之一[1，2]。
由于废水中染料大多是带有硝基、氨基和磺酸基等取代基的芳香族化合物，具有生化毒性，固应预处理。
电化学氧化法通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生的羟基自由基等氧化物使难生化降解的有机物降解为CO2和H2O[3，4]。
一些金属氧化物因具有比表面积大、化学稳定性好、成本较低等特点，已广泛应用于吸附法除磷的研究[5-7]。
声电氧化处理亚甲基蓝废水的研究
Ｓｕ ｉｓ ｎｔｅｄ ｇａ ａｉｎｏ ｔｙｅ ｅｂｕ ｓ ｗ ｔｒ ｔ ｏ ｏｅ ｃｒｃｅ ｃ ｌ ｘｄ ｔ ｎ ＭＡ Ｗｅ－ａ ． ＡＩ ｔｄｅ ｈ ｅ ｒｄ ｔ ｆ ｏ ｏ ｍｅｈ ｌ ｌｅ ｎ ｗａｔ ａｅ ｈ ｓｎ ．ｌ ｔｏ ｈｍｉ ｉａｉ ． ｎ ｉ Ｄ ｅ ｗｉ ｅ ａｏ ｏ ｊｏ Ｑ －ｈｕ， ｉ ｏ ＷＡＮ ｉ—ｅ Ｃ Ｎ Ｊ ｎｍｅｇ（ ｏｌ ｅｏ ｉｌｇｃｌ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｈｊ ｎ ｎｖ ｒ ｔ ｚ Ｇ Ｊ ｄ， ＨＥ ｉ — ｎ Ｃ ｌｇ ｆ ｏｏ ｉａ ａ ｄＥ ｖｒ ｍｅｔｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｚ ｅｉ ｇＵ ｉｅｓｙ ａ ａ ｅ Ｂ ｏ ｉ ａ ｉ
ｒ ｑ ｅ ｃ ， — ｂ ／ ｉｕ ｅ ｓｔ ｅ ａ ｏ ｅ ４ ｍＡ／ ｍｚ ｃ ｒ ｅ ｔｄ ｎ ｉ １ ． ｇ Ｌ ｓ ｄ ｕ ｓ ｌ ｔ ｆ ｒｒ ａ ｈ ｎ ｈ Ｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ Ｌａ Ｐ Ｏ２Ｔ ｓ ｄ ａ ｈ ｎ ｄ ，７ ．３ １ ｃ ｕ ｒ ｎ ｅ ｓｔ ４ ２ ／ ｏ ｉｍ ｕ ｆ ｅ ａｔ ｅ ｃ ｉ ｇ ２ ． ｈ ｙ ａ ｅ
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电芬顿处理亚甲基蓝类染料废水研究
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ＤＵ Ｊ ａ ｓ ａ ｕ ｎ ｈ ｎ，ＣＨＥ Ｄｉ ，ＸＵ Ｙａ ｐ ｎ ｎ ｉ ｇ，ＧＵ Ｗ ｅ ｑ ａ ｇ，ＹＡＮＧ Ｓ ｉｏ ｇ ｎ ｉｎ ｈｄ ｎ
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顿法 是 电化 学和 芬顿 试 剂 结 合 利用 的新 型 方 法 ， 具 有 高级 氧 化 的 一 般 特 点 ： 省 药 剂 费 用 、 化 剂 费 节 氧
亚甲基蓝模拟废水的电化学处理
用量 筒 量 取 ２ ０ｍ ０ Ｌ亚 甲基 蓝 模 拟 废 水 倒 人
２ ０ｍ ５ Ｌ烧杯 中 ， 钌 电极做 阳极 、 钛 不锈 钢 钢板 做 阴
极， 两极 板 间距 可 调 ， 入 一 定 量 的 电 解 质 ， 室 加 于 温 下进 行 相关 试 验 ， 验 装 置见 图 １ 间 隔 ３ ｎ 试 ． ０ ｍｉ
亚 甲基 蓝 模拟 废水 的 电化 学 处 理
李丽荣， 王营茹， 银安 杨慧 马文 明 ， 枫， 梅
（ 汉工程 大 学环 境 与城 市建设 学院 ， 北 武汉 ４０７ ） 武 湖 ３０４
摘 要 ： 了探讨 电化学法 处理亚 甲基蓝模拟 废水的影响 因素 ， 为 采用钛钌 电极做 阳极 ， 钢板 做阴极 ， 理亚 甲 处
基 蓝模 拟废 水 ， 察 了外 加 电压 、 考 电解 质 种 类 、 电解 质 浓 度 、 板 间 距 、 水 浓 度 及 电 解 时 间 对 处 理 效 果 的 影 极 原 响 ． 果 表 明 ： 佳 电 化 学 处 理 条 件 为 外 加 电 压 ７Ｖ， 结 最 电解 质 Ｎ Ｃ 浓 度 ０ ０ ｏ Ｌ， 板 间 距 ２ｃ 原 水 质 量 ａ１ ．２ｍ ｌ 极 ／ ｍ，
１ ３ 模 拟 废水 的配 制 ． 用分析 天平 称 取 ２ ０ ０ ｇ的 亚 甲基 蓝 固体 定 ．０ 容于 １Ｌ容 量瓶 中 ， 配制成 ２ｇ Ｌ的母 液 避 光存 放 ／
水处 理 的 关 键 所 在 ， 统 水 处 理 工 艺 有 吸 附 、 传 絮
凝、 浮、 气 生物 氧化 、 剂氧 化 及 光催 化 氧 化 等 ， 药 有
Ｎ Ｃ （ Ｒ， ａ １ Ａ 上海 展 云化工 有 限公 司 ） 蒸馏 水 ． ，
收 稿 日期 ：０ ２～ ３— ２ ２ １ ０ ２
光催化降解亚甲基蓝废水的研究
１ 实验部分 １．１ 主要仪器和试剂
空气压缩机（０．２ＯＰ－５５１），分析天平（上海精科天平），ＣＤ －ＢＤＤＳＳｉｇｎａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒ（信号发生器），Ｈ２０５０Ｒ－１离心机（湖 南相仪实验室仪器开发有限公司），ＴＵ－１９０１双光束紫外可见 分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）亚甲基蓝（分析 纯，国药集团化学试剂有限公司），德国 Ｐ２５纳米二氧化钛（北 京安特普纳有限公司），氢 氧 化 钠 （分 析 纯，上 海 苏 懿 化 学 试 剂 有限公司）。
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＭｅｔｈｙｌｅｎｅＢｌｕｅＳｏｌｕｔｉｏｎ
ＹａｎＹａｎ
（ＸｕｚｈｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１０００，Ｃｈｉｎａ）
１．２ 实验方法
利用自制的光催化反应器，根据实验设计，取 １２５ｍＬ亚甲 基蓝溶液，加入一定量的 ＴｉＯ２和 Ｈ２Ｏ２，用恒温循环水控制反应 体系温度为 ３０℃，外加交变磁场，反应一定时间后取样，放入高 速离心机中，以 １４０００ｒ／ｍｉｎ离心 ８ｍｉｎ，取上层清液过滤后测定 亚甲基蓝的吸光度值，计算其降解率。
第 ４期
闫 艳：光催化降解亚甲基蓝废水的研究
·１４７·
光催化降解亚甲基蓝废水的研究
闫 艳
（徐州生物工程职业技术学院 生物工程系，江苏 徐州 ２２１０００）
FeAlC、FeAlCu三元内电解处理亚甲基蓝染料废水
[基金项目]广西中青年教师提升项目(2017KY0244);广西重点实验室研究基金项目(桂科能1401Z004);广西矿冶与环境科学实验中心项目(KH2012ZD004);广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(002401013001);广西“八桂学者”岗位专项经费资助项目Fe/Al/C 、Fe/Al/Cu 三元内电解处理亚甲基蓝染料废水潘霏1,2,3,汤传武1,2,3,刘立恒1,2,3,张学洪1,2,3(1.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004;2.桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室,广西桂林541004;3.桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心,广西桂林541004)[摘要]采用Fe/Al/C 和Fe/Al/Cu 三元内电解体系处理亚甲基蓝废水,探讨了Fe/Al/C 填料质量比、Fe/Al/Cu 填料质量比、填料投加量、废水初始pH 、反应时间和反应温度对COD 去除率的影响。
通过单因素分析和正交实验优化了两种内电解的工艺条件。
结果表明,Fe/Al/C 和Fe/Al/Cu 三元体系的优化工艺条件:Fe/Al/C 填料质量比为1∶0.2∶1,填料投加量为13.2g/L ,初始pH 为7.0,反应时间为48h ,反应温度为25℃;Fe/Al/Cu 填料质量比为4∶0.5∶5,填料投加量为15.2g/L ,溶液pH 为5.0,反应时间为28h ,反应温度为20℃。
在此条件下,出水COD 均小于20mg/L ,COD 去除率均达到90%以上。
[关键词]三元内电解体系;Fe/Al/C ;Fe/Al/Cu ;亚甲基蓝[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2019)01-0037-04Experimental research on the treatment of methylene blue dye waste ⁃water by Fe/Al/C and Fe/Al/Cu ternary internal electrolysis systemsPan Fei 1,2,3,Tang Chuanwu 1,2,3,Liu Liheng 1,2,3,Zhang Xuehong 1,2,3(1.College of Environmental Science and Engineering ,Guilin University of Sciencee &Technology ,Guilin 541004,China ;2.Guangxi Key Laboratory of Environmental Pollution Control Theory and Technology ,Guilin University of Science &Technology ,Guilin 541004,China ;3.Collaborative Innovation Center for Water Pollution Control and Water Safety in Karst A rea ,Guilin University of Science &Technology ,Guilin 541004,China )Abstract :The Fe/Al/C and Fe/Al/Cu ternary internal electrolysis systems have been used for the treatment of methy ⁃lene blue dye wastewater ,the influences of Fe/Al/C filler mass ratios ,Fe/Al/Cu filler mass ratios ,filler dosage ,initialpH of wastewater ,reaction time and reaction temperature on COD removing rate discussed ,and the conditions of thetwo kinds of the ternary internal electrolysis systems optimized by single factor analysis and orthogonal experiment.The results show that the optimized technological conditions of Fe/Al/C and Fe/Al/Cu ternary internal electrolysis sys ⁃tems are as follows ,Fe ,Al ,C mass ratio=1∶0.2∶1,filler dosage is 13.2g/L ,initial pH=7.0,reaction time 48h ,reaction temperature 25℃,and Fe ,Al ,Cu mass ratio=4∶0.5∶5,filler dosage is 15.2g/L ,initial pH=5.0,reaction time 28h ,andreaction temperature 20℃.As a result ,the COD of the effluent is less than 20mg/L and the COD removing rate rea ⁃ches 90%under these conditions.Key words :ternary internal electrolysis systems ;Fe/Al/C ;Fe/Al/Cu ;methylene blue dye印染废水是我国的主要污染源之一〔1〕,具有水量大、浓度高、色度高、可生化性差、成分复杂等特点〔2〕。
亚甲基蓝的电化学行为研究
亚甲基蓝的电化学行为研究1 实验目的电化学分析是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律，建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上，对组分进行定性和定量的仪器分析方法。
其基础是在电化学池中所发生的电化学反应。
电化学池由电解质溶液和浸入其中的三个电极组成。
根据溶液的电化学性质(如电极电位、电流、电导、电量等)与被测物质的化学或物理性质(如电解质溶液的化学组成、浓度率等)之间的关系，将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。
2 实验原理本实验采用微分脉冲伏安法(DPV)研究了经典的电化学指示剂亚甲基兰(MB)的电化学行为。
该实验采用计算机控制化的电化学分析仪，实验参数容易控制，测量数据准确，便于计算机处理实验结果。
亚甲基兰[Methylene Blue ，氯化3,7-双(二甲氨基)吩噻嗪-5-鎓]，是一种吩噻嗪类染料，金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，溶于水则呈蓝色。
对于吸附控制的电极反应过程(电极表面反应物吸附)，如果电极反应+O en R反应物O 完全吸附而且吸附后可逆还原，其DPV 峰电流表示为： vQ RTnF i r P 4, 其中，Q 为吸附反应物还原产生的电量，可以通过实验测量。
3 实验部分3.1 仪器与试剂仪器：EC500电化学分析仪（武汉高仕睿联公司），金电极为工作电极，饱和甘汞电极（SCE ）为参比电极，铂片电极为对电极。
试剂：亚甲基兰（MB ），KH 2PO 4，K 2HPO 4∙3H 2O ，KCl 。
所有试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。
3.2 实验内容(1) 金电极的预处理：将金电极在麂皮上依次用粒径为0.3 μm 和0.05 μm 的α-Al 2O 3悬浊液抛光成镜面，然后分别用无水乙醇和蒸馏水超声清洗5分钟。
(2) PBS 缓冲溶液的配制：分别称取0.1130 g KH 2PO 4和0.8883 g K 2HPO 4∙3H 2O 于100 mL 烧杯中，再向烧杯中加入2.711 g KCl ，用蒸馏水溶解定容到250 mL 的容量瓶中，得到pH 7.0的PBS 缓冲溶液。
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2011 届毕业（设计）论文题目电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究专业班级 07环境监察01班学号 ********** 学生姓名周雄军学院环境与城市建设学院指导教师王营茹指导教师职称副教授完成日期： 2011 年 5 月 30 日电化学处理亚甲基蓝模拟废水的研究Electrochemical treatment of methylene blue wastewater学生姓名周雄军指导教师王营茹摘要亚甲基蓝（MB）是印染废水的典型代表，它是一种硫氮杂苯染料，常被用作生物染色剂、氰化物的解毒剂、氧化指示剂和化学分析试剂，而它又不易被一些常规的方法所降解，所以很容易引起严重的环境污染问题。
从国内部分染料厂废水处理工艺及效果看出，采用传统的物化、生化的方法处理染料废水，较难达到去除效果、经济成本、生态保护的统一，同时色度仍不易达标。
因此，氧化能力较强，不产生二次污染的电化学氧化技术就成为处理染料废水的新途径。
论文通过配置一定浓度的亚甲基蓝标准溶液，采用最近广为关注的新型电极材料—钛基镀层电极，运用控制变量法，研究电化学处理亚甲基蓝的影响因素，并在此基础上，进一步探讨其电解机理。
结果表明：在外加电压为6.0V，pH≈4.00，极板间距为1.0cm，亚甲基蓝起始浓度20mg/L，温度为30℃，电解质（Na2SO4）浓度为0.5%的条件下，电解处理2小时，亚甲基蓝的去除率即可达97.7%。
在此最佳条件下，测定了亚甲基蓝电解反应前后溶液COD和TOC的变化。
结果表明：随着电解反应的进行，溶液的COD值先逐渐减小，然后又缓慢上升，2小时后COD的去除率为68.8%。
同时随着电解反应的进行，溶液的TOC值是逐渐减小，2小时后TOC的去除率为61.5%。
这表明随着电解反应的进行，亚甲基蓝变成了其他小分子的有机物，而没有完全矿化。
关键词：电化学处理；钛钌电极；亚甲基蓝AbstractMethylene blue is a typical representative of dyeing wastewater，It is a mixed nitrogen and sulfur dyes Benzene，Often used as a biological stain, an antidote for cyanide oxidation and chemical analysis reagent indicator，And it is not susceptible to degradation of some conventional methods, so it is easy to cause serious environmental pollution problems.Dye from the domestic part of the wastewater treatment process and results see，Traditional physical and chemical, biochemical approach to wastewater, it is harder to remove the effect of economic costs, ecological protection of the unity, while color is still not easy to compliance.Therefore, the oxidation ability, no secondary pollution of the electrochemical oxidation of dye wastewater has become a new way to deal with.Articles by configuring a certain concentration of methylene blue standard solution, using the recent widespread concern about the new electrode materials - titanium-based coating electrodes, the use of control variables to study the electrochemical treatment of methylene blue influencing factors, and on this basis, to further explore the electrolysis mechanism.The results showed that: the applied voltage is 6.0V, pH ≈ 4.00, the plate spacing of 1.0cm, Methylene blue initial concentration of 20mg / L, the temperature is 30 ℃ ,electrolyte (Na2SO4) 0.5% under the conditions of electrolysis for 2 hours, the removal rate of methylene blue can be up to 97.7%.Under the optimum conditions were determined before and after the electrolysis reaction of methylene blue solution of COD and TOC changes. The results show that: with the electrolysis reaction, the COD value of the solution decreases gradually at first and then rise slowly, 2 hours after the COD removal rate was 68.8%. At the same time as the electrolysis reaction, the TOC value of the solution is first decreased, then increased slowly, 2 hours after the TOC removal rate was 61.5%. This indicates that with electrolysis reaction, methylene blue into the other small organic molecules, but not completely mineralized.Key words: electrochemical treatment；Ti Ru electrode；methylene blue目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................................... I I 第一章：文献综述. (1)1.1亚甲基蓝 (1)1.1.1 亚甲基蓝的物理性质 (1)1.1.2 亚甲基蓝的化学性质 (1)1.1.3 亚甲基蓝的应用 (2)1.1.4 国内外的研究状况 (2)1.1.5实验对比 (4)1.2电化学 (5)1.2.1课题背景 (5)1.2.2环境污染物的电化学处理方法 (6)1.2.3电化学技术在废水处理中的应用 (7)1.2.4环境污染物电化学治理技术存在的问题与对策 (8)1.2.5本论文主要研究内容 (9)第二章实验部分 (10)2.1 实验试剂及仪器 (10)2.1.1 实验药品 (10)2.1.2 实验仪器及设备 (10)2.2 实验装置图 (10)2.3 模拟废水的配置 (11)2.4 实验方法 (11)2.5 取样方法 (11)2.6 分析方法 (11)2.7 实验原理 (12)第三章实验结果与讨论 (13)3.1亚甲基蓝的基性 (13)3.2 标准曲线的制作 (13)3.3电解亚甲基蓝的影响因素研究 (14)3.3.1 溶液PH对亚甲基蓝去除率的影响 (14)3.3.2 外加电压对亚甲基蓝去除率的影响 (15)3.3.3 电解质浓度对亚甲基蓝去除率的影响 (15)3.3.4 极板间距对亚甲基蓝去处率的影响 (16)3.3.5 溶液的初始浓度对亚甲基蓝去除率的影响 (17)3.3.6 温度对亚甲基蓝去除率的影响 (18)3.3.7 电解时间对亚甲基蓝去除率的影响 (19)3.4 机理分析 (20)3.4.1亚甲基蓝溶液COD标准曲线的制作 (20)3.4.2电解前后亚甲基蓝溶液COD去除率的变化 (20)3.4.3亚甲基蓝溶液TOC标准曲线的制作 (21)3.4.4电解前后亚甲基蓝溶液TOC去除率的变化 (22)3.5结果分析 (23)3.6本章小结 (24)第四章结论与建议 (25)4.1结论 (25)4.2建议 (25)参考文献 (27)致谢 (30)第一章：文献综述1.1亚甲基蓝1.1.1 亚甲基蓝的物理性质亚甲基蓝（Methylene Blue）简称MB，分子式为C16H18ClN3S，分子量为319.85，熔点为190℃，别名：次甲基蓝；亚甲蓝；品蓝；美蓝；四甲基蓝；盐基湖蓝；碱性亚甲蓝；亚甲基天蓝；碱性蓝9；三水合亚甲基蓝；氯化四甲基硫堇是一种红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，难溶于冷水及醇，加热则易于溶解，稍溶于酒精则呈蓝色；遇浓硫酸呈黄光绿色；稀释后呈蓝色；无气味，在空气中稳定，1g溶于约25mL水、约65mL乙醇，溶液为天蓝色，溶于氯仿，不溶于乙醚和苯。
1.1.2 亚甲基蓝的化学性质水溶液遇锌粉和稀硫酸能褪色，但暴露空气中能恢复，若加氨水则恢复更快。
能与多数无机盐生成复盐，水溶液中加入氢氧化钠溶液后呈紫色或出现暗紫色沉淀。
亚甲基蓝指示剂还原态呈无色，氧化态呈蓝色，性质敏感。
1.1.3 亚甲基蓝的应用(1)可用于麻、蚕丝织物、纸张的染色和竹、木的着色，应用范围广泛。
(2)还可用于制造墨水和色淀及生物、细菌组织的染色等方面。
(3)它可与碱性紫5BN和黄糊精以78：13：9的比例拼混成碱性品蓝。
(4)可作为细菌染色剂，血清蛋白生化检验时配混合指示剂，配置脱落细胞检验染色液，制备碱性美蓝染色液，氧化还原指示剂，测定汞，锡。