摘要：利用接触辉光放电电解(CGDE)技术降解亚甲基蓝和甲基紫染料废水，探讨了工作电压、反应液pH值、辉光放电时间和电解质Na2SO4浓度对降解效果的影响。试验表明，利用该方法可以使水中阳离子染料完全降解。亚甲基蓝和甲基紫的优化降解条件均为：工作电压700V、pH值9、辉光放电时间45min、Na2SO4 用量2g/L。

    关键词：染整；废水处理；阳离子染料；降解



    O 前言

    染料废水组分复杂、色度高，且物理和化学性质各不相同[1]，很难利用常规的化学或生物降解方法进行有效的处理，是重要的工业污染源之一。

    接触辉光放电电解(CGDE)技术是一种新型的产生液相等离子体的电化学方法。CGDE兼具等离子体化学和电化学技术的优点[2'3]，其电解过程，不仅包括

传统的法拉第电解，而且还包括非法拉第电解，是一类特殊的电化学过程。在电解过程中，随着工作电压的逐渐升高，通常的法拉第电解将转化为辉光放电电解

(非法拉第电解)，并且产生大量高能活性粒子(等离子体)。因此，接触辉光放电电解也可以理解为一种产生等离子体的反应过程[4-5]。等离子体在溶液中与水分子反应生成羟基自由基，而后者极易与有机分子发生氧化反应，破坏有机分子结构。基于该原理，利用接触辉光放电电解技术分别处理亚甲基蓝和甲基紫模拟

阳离子印染废水，并采用正交试验，研究辉光放电电解中各反应因素对染料降解率的影响。

    1 试验

    1．1 试剂与仪器

    试剂亚甲基蓝MB、甲基紫MV(均为指示级)；硫酸钠、氢氧化钠、硫酸(均为分析纯)MV；溶液采用二次蒸馏水配制。

    仪器 uV-3400紫外可见分光光度计(日本岛津)；722型可见光分光光度计(上海第三分析仪器厂)；PH一3C型pH计(上海日岛)；DL一180超声波清洗器(浙江海天电子仪器厂)。

       

    反应装置反应装置包括一个高压电源DH1722-6(北京大华仪器厂)、反应器(自制，见图1)和磁力搅拌器等。高压电源可以提供稳定的直流电压，可调范围为0～1000V，电流范围为0～300 mA。阳极采用铂丝(直径D=0．5mil1)，封闭在石英玻璃管内；阴极采用石墨棒(直径D=10mm)。反应器外加冷凝水循环装置，以保持反应体系温度不变。通过磁力搅拌器使反应液充分混合，同时调节搅拌器的转速以及支持电解质的浓度，控制反应体系的电流变化范围在0～300 mA。

    1．2 试验方法

    将亚甲基蓝、甲基紫分别配制成200 mg／L水溶液，根据试验需要，移取合适的量。将阴阳极用超声波中活化5 min，除去电极表面的有机污染物。辉光放电一定时间后，在亚甲基蓝、甲基紫的最大吸收波长处测定吸光度值的变化，求得两种染料的降解率(η)。

    

    2 结果与讨论

    2．1 cGDE对亚甲基蓝和甲基紫降解的有效性

    试验表明，在中性条件下，亚甲基蓝和甲基紫都能得到有效的降解(图2)。这是由于接触辉光放电过程中产生的高能粒子(高能电子、自由基等)与阳离子染料进行有效碰撞，并破坏其分子结构。从图2看出，降解时间是影响接触辉光放电降解效果的主要因素。

        

       

    2．2 正交试验结果

    正交试验结果如表2所示，Rj(j=A～D)为第j列的极差。

      

    表2正交试验中，对亚甲基蓝降解率的作用大小顺序为C>D>A>B，即辉光放电时间是影响亚甲基蓝降解率的主要因素。相同条件下，对甲基紫降解率的作用大小顺序为B>D>A>C，即反应液的初始pH值是影响降解的主要因素。

    因此，降解亚甲基蓝和甲基紫的优化条件均为A3B1C3D3，即工作电压700 V、pH值9、辉光放电时间45 min、Na2SO4用量为2 g／L。

    试验结果表明，利用CGDE降解阳离子染料时，不考虑染料初始浓度以及催化剂的影响。在酸碱溶液中存在形态稳定的染料，如亚甲基蓝等，改变反应液pH值对降解率无大影响。在碱性介质中，其降解率有所增加。而在酸碱介质中存在形态不稳定的染料，如甲基紫等，提高反应液初始pH值，可使染料分子迅速得到有效降解。

    3  结论

    接触辉光放电电解(CGDE)技术作为一种新型的氧化降解方法，已初步应用于有机污染物的处理中。试验结果表明，通过优化选择反应条件，可使有机污染物降解完全。



    参考文献：

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    [3] Hiekling A，lngram MD-Contact glow—discharge electrolysis[J]-Trans．Faraday SOC．，1964，60：783—794．

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