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影响电芬顿法的详细因素有哪些

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影响电芬顿法的详细因素有哪些

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1、电解电压的影响外加电压是电芬顿反应的驱动力,增大外加电压,有机物的去除率相应增加。但是当外加电压超过一定值时,将有大量的电能消耗于副反应。所以外加电压不宜过高,一般取5—25V为宜。

2、溶液阻抗(导电能力)的影响

由于有机废水溶液的导电能力较差,因此,在使电解槽工作时最好添加适当的支持电解质。虽然可以找到许多可溶性的无机盐作为电解质,但氯化物和硝酸盐在电解时,将在阳极上生成有刺激性气味的氯气或各种有毒有害的氮化物气体,因而不宜采用。在各种无机溶液中,KOH溶液的比电导较大。但是,在该电解槽内将进行的是O2还原生成H2O2的反应,所以反应必须在酸性或中性溶液中进行,因此一般选用Na2SO4溶液作为支持电解质。虽然Na2SO4溶液的比电阻要比KOH溶液大许多,但是随着浓度的提高,Na2SO4溶液的导电能力迅速增大,同时,因为它不参加电解反应,故可以始终保持溶液导电性的稳定。

3、溶液pH值的影响

溶液的酸碱性(pH值)对氧的阴极还原反应有很大的影响。在碱性榕液中氧将发生四电子还原反应:O2+2H2O+4e-=4OH-;在酸性溶液中,氧才发生二电子还原反应生成过氧化氢:O2+2H++2e-=H2O2;所以溶液的酸碱性决定着过氧化氢生成的电流效率,进而影响着随后生成羟基自由基和有机物的降解反应。溶液pH大于4时,Fe2+易被氧化形成Fe(OH)3沉淀,芬顿反应不能顺利进行,所以初始溶液pH一般不应大于3.50。

4、电流密度的影响

从理论上说,单位面积内通过电流量的增大是有限制的,因为电解槽内电极的面积是一定的,因此通过的电流增大时,电极的极化增大,随之发生的是  阴、阳极上的副反应,如当阳极电流密度增大时,除了铁的溶解外,将伴随着氧气的析出,阴极电流密度增大时将伴随着氢气的析出:

2H2O-4e-=O2+4H+

2H2O+2e-=H2+2OH-

在阴极随着氢气的析出,溶液的pH值上升,这一结果显然对生成过氧化氢及其随后的生成羟基自由基的反应是不利的。

5、曝气速率的影响

电芬顿反应可以大致分为传质和反应两个重要阶段,空气流量主要影响电芬顿反应的传质过程。在无空气供给的情况下,电芬顿反应只能利用溶液中的溶解氧及电解产生的氧,而且Fe2+的扩散传质较慢,属于扩散控制过程,因而,不能有效的构成芬顿反应,导致去除效果不理想。在有空气供给的条件下,空气一方面能起到混合的作用,强化了反应器内的传质过程;另一方面能补充在反应过程中不断消耗的氧,当空气流量大到一定值后进人反应控制过程,曝气对有机物去除的影响减小。

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