汙水電解實驗（yàn）裝置的使用（yòng）說明書

實驗目的：
1、含酚廢水電解處理實驗。
2、隔膜電解回收廢酸及金（jīn）屬實驗。
主（zhǔ）要配置：電解槽、電極片、整流器、氣（qì）體泵、流量計、高（gāo）位水槽、電路控製係統、不鏽鋼可移動框架、控製屏。
技術參數：
1、環境溫度：5℃～40℃，電源220V，功率100W。
2、電解、沉澱、過濾一體化電解（jiě）槽：660×132×200㎜，不鏽鋼結構，內（nèi）襯PVC板。
3、電極（jí）材料：石墨和不鏽鋼板。
4、廢水處理量：1.5-2L/h，處理效率：COD和色度（dù）均可達90%。
5、低（dī）噪音充氧泵：功率80W，最大排氣量70L/min。
6、氣體流量計：25-250L/h，1個；液體流量計1-10L/h。
7、高位（wèi）水槽（cáo）容積：30L，PVC材質。
8、控（kòng）製屏和框（kuàng）架均為不鏽鋼，結構緊湊，外形美觀，流程簡單，操作方（fāng）便。
9、外形尺寸：1150×500×1600㎜。 

汙水電解（jiě）實驗（yàn）裝置使用說明（míng）書

一、技術參數：
a)  電解、沉澱、過濾一體（tǐ）化電解槽（cáo）：666×132×200㎜；不（bú）鏽鋼（gāng）外殼，內襯PVC板；處理含酚廢水量：約10L/H，COD和（hé）色度均可達到90%。
b)  電極材料  石墨與不鏽鋼板（規格均為100×125㎜，δ=5㎜）。
c)  整流器，30A/10V，1台。
d)  空氣壓縮機  功率：120W，排氣量：85L/min，風壓：0.04mpa，一台。
e)  PVC高位水箱尺寸：400×300×300㎜，1個（gè）。
f)   各項操（cāo）作及壓力、流量的顯示、調節、控製（zhì）全在控製（zhì）屏板麵進行；
g)  控製（zhì）屏與框架均為不鏽鋼材質，結（jié）構緊湊，外形美觀（guān），裝（zhuāng）置流程簡單、操作方便。
h)  外形尺寸：1140×600×1700㎜。
二、實驗指導：
1. 實驗概述：
    電能轉變（biàn）為化學能的過程，即使直流電通過電解槽，在電極-溶液界（jiè）麵上進行電化學反應的過程。通（tōng）電時，在外（wài）電場的作用下，電解液中的（de）正、負離子分別向陰 、陽極遷移，離子在（zài）電極（jí）-溶液界麵上進（jìn）行電化學反應，在陰極上進行還原反應、陽極進行氧化反應（yīng）。即汙水中的汙染物在電解槽內被氧化、還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無公害成分（fèn）被分離（lí）除（chú）去（qù）。
    水的電解就是在外電場作用下將水分解為H₂（g）和O₂（g）。電解是一（yī）種非常強有力的促進氧化還（hái）原反（fǎn）應的手段，許（xǔ）多很難進行（háng）的氧化還原反應，都（dōu）可以通過電解（jiě）來實現。例如：可將熔（róng）融的氟（fú）化物在陽極上氧化成單質氟，熔融的鋰鹽在陰極上還原成金屬鋰（lǐ）。電（diàn）解工業在國民經濟中具有重要作用，許多有色金（jīn）屬（如鈉（nà）、鉀、鎂、鋁等）和稀有金屬（如（rú）鋯、鉿等）的冶煉及金屬（shǔ）（如銅、鋅、鉛等）的精煉，基本化工產品(如氫（qīng）、氧、燒堿、氯酸鉀、過氧化（huà）氫、乙二腈等（děng）)的製備，還有電鍍、電拋光、陽極氧化等，都是通過電解實現的。
2. 實驗目的：
a) 了（le）解電解法與隔（gé）膜電解的特點、工（gōng）作原理.
b)  掌握電解法處理含（hán）酚廢水處理實（shí）驗操作方法.
c)  可做電解回收（shōu）廢酸及重金屬的實驗。
3.  實（shí）驗原理：
    電解處理含酚廢水。在以NaCl為電解（jiě）液（yè）時，其反應如下（xià）：

實驗工藝（yì）流程圖：

4. 實驗操作步（bù）驟:
    將汙水按要求濃（nóng）度70、80、90、100mg/L：
a)  配（pèi）製原水於水箱中（zhōng）（每組（zǔ）作一個濃（nóng）度）。
b)  測定原（yuán）水廢水的苯酚含量C₀、pH值和水溫。
c)  接通設備電源，指示（shì）紅燈亮。
d)  將配好的（de）原水倒入到高位水箱，將流量計控製旋鈕調到（dào）最大，直到汙水注滿電解槽後停止加入。
e)  開氣泵開關，調節氣體流量，使電解槽內的液體處於翻騰狀態。
f)   打開整流器開關，使直流輸出接通，調整電壓V旋扭，使其（qí）始終穩定在10V左右，觀察電流（liú）的變化情況。
g)  靜態處理30分鍾（zhōng）後，逐漸打開並（bìng）調節流量計旋鈕，並使（shǐ）原水進水流量保持在額定值約10L/h；同時打開電解（jiě）槽出水（shuǐ）閥。
h)  每隔10分鍾取樣測（cè）定出水（shuǐ）苯酚的含量、pH值。
i)   停車。關氣泵，關進水，關電源，撥下電源插頭。
j)   放完設備內所有汙水，用清水反複（fù）衝洗設備，並用幹抹布擦拭。
5.  實驗數據處理：
電流效（xiào）率的計算：
    電流效（xiào）率定義為在電極上析出或溶（róng）解物質（zhì）的實（shí）際量與理論量之比，即

式中  m——實際析出或溶解的物質重量（克）；
I——通過的電流（安培）；
t——通過電流（liú）的時間（小時）；
K——電化當量（克/安培（péi）•小時）；
a)        工作電壓計算：
工（gōng）作電壓隨工（gōng）作電流變（biàn）化（huà）而變化，電流增高，電（diàn）壓亦（yì）增高.

式中：  V——工作電壓，通過電壓表得出；
        I——工作電流；
        R——線路電阻；
        V₁——極間電壓；一般為3~15V。
        n——電極（jí）串連數；
n值指全部串聯極板數。由於IR壓降（jiàng）一般為0.1~0.2伏，計算時（shí）可以忽略。於是工作電壓與電極的串（chuàn）聯數成正比，它的大（dà）小主要決定於兩（liǎng）極間的電壓V₁，其（qí）值可按下式計算：

式中：  φ_a——陽極電極電位；
        φ_k——陰極電極電（diàn）位；
        V_L——兩極間（jiān）液相電阻壓降。
b)        工作電流計算：
直流電流的大小主要取決於含酚廢水濃度與流量。對一定（dìng）流量的含酚廢（fèi）水，在相同電解還原條件下（xià），要縮短處（chù）理時間，電流密度就（jiù）得提高。隨著（zhe）電流密度增大，電解還原苯酚的速度加快，電解時間縮短。
但隨之，電（diàn）極的極化過程加（jiā）快，使（shǐ）工作電壓增高，電能消耗（hào）增加。隻有在含酚廢水中含有足夠（gòu）的氯化鈉以克服陽極鈍化時，才能較大幅度提（tí）高陽極電流密度。
工作（zuò）電流可按下式計算（suàn）：

式中： K—比例係數，相當於還原1mg所需的電量（liàng），一（yī）般為4~5安·時；
      Q—為廢水流量（米²/時）；
C—為廢水濃度（克/米（mǐ）³）；
n—為電極串聯（lián）數。

含（hán）酚廢水實驗（yàn）記錄  表1
序 號	時 間（jiān） min	處 理 量 m3/h	酚濃度 (mg/L)			PH值		電解條件
			進水	出水	水溫	進水	出水	電（diàn）壓V	電流I	槽端電壓（yā）V
0	0
1	10
2	20
3	30
4	40
5	60
6	90

1、空氣攪拌可減少濃度差極化，防止槽內積泥，但增加（jiā）還原離子的（de）氧化（huà），降低電解效率。因此空氣（qì）量要適當，一般每升汙水所用空氣量約為6-30L/h。
2、陽極在氧化劑和電流作用下，會形成一層致密的不活（huó）潑而又不溶解的鈍化膜，使電（diàn）阻和電耗增（zēng）加，可以（yǐ）通過投加適量NaCl，增加水流速或（huò）采用機械去膜以及電極定（dìng）期換向等方法。
    耗鐵量主要與電解時間、PH值、鹽濃度和陽極電位有關，還（hái）與實際操作條件有關。如電流太高（gāo），時（shí）間太短，均使耗鐵量增加。停止實驗時，極板要放清（qīng）水浸泡，否則極（jí）板氧化加（jiā）劇，增加耗（hào）鐵量（liàng）。