电催化臭氧水处理技术实验结果表明

近年来，在国民经济发展速度加快的背景下，人们日常生活和生产对水资源的需求显着增加，水污染问题也逐渐突出。为了确保废水排放满足基本排放要求，在水处理过程中需要科学合理地采用相关技术。其中，电催化臭氧水处理技术在长期实践应用中具有明显优势，可用于水处理工作。因此，深入研究和分析电催化臭氧水处理技术具有现实意义。

臭氧氧化技术概况。

由于臭氧具有较强的氧化性能，因此在污水处理中得到了广泛的应用。对电化学催化臭氧系统而言，在使用臭氧发生器时，可将氧气转化为臭氧，然后通过电化学废水处理反应器，使臭氧与氧气混合气体发生电化学反应，从而达到将氧气还原为过氧化氢的目的[1]。这时产生的羟基自由基具有很强的氧化能力，使有机废水中所含的污染物成功降解，达到完全矿化处理的目的。此外，电催化抽样技术具有明显的经济性和高效性，属于环保型水处理技术。

20世纪70年代，臭氧氧化技术泛应用于水污染的控制和处理。在实际处理过程中，臭氧主要用于直接氧化或羟基间接氧化。尤其是酸性溶液，在氧化还原反应的作用下，可以成功氧化降解有机污染物。如果是碱性溶液，需要经子分解形成羟基，充分利用其氧化能力，使有机污染物矿化，形成水和二氧化碳。

但值得注意的是，臭氧氧化水处理技术也存在诸多不足，主要体现在以下三个方面:

第一，臭氧氧化在不同的溶液环境中有不同的效果。对酸性溶液来说，即使臭氧氧化能力强，也能降解含有多种重要物质。但是，与单键物质相比，实际反应速度并不高。因此，一旦处于这种环境中，臭氧只能降解部分污染物。

其次，臭氧的氧化反应会增加废水的毒性，不能保证有机物在降解过程中完全矿化。此外，处理过程中的产物毒性远远超过母体毒性[2]。

第三，臭氧的氧化过程或消耗大量能量，利用臭氧氧化技术对水进行处理时，臭氧出口中含量较高的氧气不能得到充分利用，经济环保优势不明显。

第二，实验研究。

㈠准备试验装置。

测量筒，臭氧发生器，烧杯，DC电源，二维电催化装置等。二维电催化器的阴极应该是钛板，阳极应该是DSA电极，而极板的面积是142.5平方厘米。

㈡实验方法。

实验方法有三种，废水样品处理量均为700毫升，每小时进行一次取样试验。

方法一：将废水置于二维电催化装置中，采用电催化处理，将电流调节到1.2安，电流密度为；

方法二：将废水放入二维电催化装置(无开启状态)，采用臭氧氧化处理方法。将臭氧输入废水，浓度控制在每升47毫克；

第三种方法:电催化和臭氧氧化联合处理，臭氧设备和电催化装置同时打开，具体参数与前两种方法相同。

㈢实验分析方法。

在测量pH值时，选择使用pH计进行测试。测量化学需氧量时，应选择使用重铬酸钾来测量废水中的化学需氧量。

㈣水质试验。

该废水样品主要来自某工厂的印染废水。经检测，其化学需氧量值为每升2215毫克，酸碱度值为13.01，水质呈黄色。

实验结果的分析与探讨。

在这项实验研究中，主要采用三种不同的水处理技术。结果分析发现，电催化和臭氧氧化的协同处理效果最好。以下是重点研究。

㈠电催化处理结果。

电催化处理印染废水后，根据处理结果可以发现，随着电解时间的延长，化学需氧量值会降低。然而，化学需氧量去除率并不明显。实验第四小时，该处理方法的化学需氧量去除率为12.82%，相应的化学需氧量值为每升1931毫克。换句话说，用电催化处理印染废水中的化学需氧量并不明显。分析具体原因，认为印染废水是酸碱性的，电催化不能形成氧化性强的产物[3]。

㈡臭氧氧化处理的结果。

该印染废水采用臭氧氧化技术处理，根据处理结果根据处理结果可以发现，随着氧化时间的延长，COD值也会随之下降。试验第一小时，COD去除率为29.43%。试验第四小时，COD去除率为40.98%，相应的COD去除率为每升1308毫克。这就是说，采用臭氧氧化法对印染废水中的COD进行处理，取出效果相当可观。分析具体原因，认为在碱性环境下，臭氧分解速度较快，羟基自由基能充分发挥其氧化作用，从而有效地提高COD去除率。

㈢电催化剂和臭氧氧化剂的协同处理。

在印染废水的处理中，采用二维电催化和臭氧协同处理的方法，发现pH值在处理过程中会呈下降趋势，但下降幅度不大。但随着反应时间的延长，化学需氧量值会随之下降。实验一小时后，化学需氧量值的下降幅度最大，可以从每升2215毫克下降到每升1240毫克，实际化学需氧量去除率为44.02%。当反应时间延长到四小时时时，化学需氧量数据值已降至每升847毫克，相应去除率为61.76%。也就是说，当电催化和臭氧氧化技术结合使用时，对印染废水进行处理，去除化学需氧量的效果良好[4]。分析具体原因，在电催化电解过程中，极板之间会形成细小的气泡，使臭氧体积的接触面积明显增加，进而在液相或气液相界面得到大量利用，实际利用效果良好[4]。

第四，实验结论。

首先，研究采用了电催化处理、臭氧氧化处理、电催化和臭氧氧化协同处理三种不同的处理技术，取出废水中COD效果最好的方法是第三种。尤其是当反应时间延长到4小时时时，印染废水中的COD去除率达到61.76&。

其次，电催化和臭氧氧化处理技术的协同应用可以作为水处理中的预处理方法。为了保证印染废水的排放符合排放标准，仍然需要深入探索印染废水中化学需氧量降解的方法，采用更先进的处理技术。

结论：

综上所述，在以上研究中，以印染废水为主要研究对象，通过不同的处理方法对比处理结果，发现电催化和臭氧氧化技术在印染废水处理中的协同应用是去除废水中化学需氧量的最佳方法。因此，电催化臭氧水处理技术可以在后期处理废水时得到广泛应用。但需要注意的是，在实际应用该技术的过程中，还应该探索更先进的水处理技术，这只能作为预处理手段。为了更好地提高废水处理效果，有必要加强后期研究。