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苯胺作为一种有机污染物，是对人体安康具有“致癌、致畸、致突变”的三致物质。苯胺在环境中具有长期的残留性，对公开水与地表水形成污染，被美国EPA列为优先控制的129种污染物之一，也被列入“中国环境优先控制污染物黑名单”中。目前，国内每年生产苯胺80000t以上，其下游产品有150余种，全世界每年排入环境中的苯胺约为30000t。随着化学工业的开展，苯胺的运用需求及运用量越来越多，进入环境的苯胺也会越来越多，对环境形成的危害也会越来越大，因而展开对苯胺废水的研讨更具有直接理想意义。
苯胺是一种典型的难降解有机物，传统的处置办法比拟艰难，效率低，处置时间长。电催化氧化法是经过阳极反响直接降解有机物，或者经过阳极产生羟基自在基(•HO)、O3等一类的强氧化剂降解有机物，这种降解途径使有机物最终合成CO2和H2O，不易产生有毒中间产物，更契合环境维护的请求。它具有处置时间短设备简单、操作费用低、易自动控制等优点。
因而本文主要研讨电催化氧化处置苯胺废水，所用的设备为自行设计，电极为自购，以钛板为阴极，分别以外表镀钌铱的实状和网状钛板为阳极，来探求电催化氧化处置实践工业苯胺废水的效率并研讨其最佳处置条件。
1、实验
1.1 实验设备与资料
实验设备三维(3D)图，如图1(a)、(b)所示，是自行设计与组装，参数如下：电解槽为有机玻璃粘制而成，规格：长18.5cm、宽15cm、高18.5cm，总理论体积为5L，底部平均散布六个曝气头。自制电极：阴极为钛板阳极为钛板外表镀上钌铱(阴极阳极两套分别为实板和网状板，规格为15cm×15cm)。
1.2 水样来源与水质
实验废水来自浙江省嘉兴工业园区某印染厂排放的污水，主要参数如下：
化学需氧量(COD)的值为2000～2400mg/L，pH值为4～6，苯胺的浓度为65～75mg/L，色度为100～150倍。
1.3 实验办法
取适量废水于装置好阴阳极的电解槽中，坚持曝气，待其平均混合，再开启直流电源，在设定的时间点停止取样测试苯酚浓度和COD大小。
1.4 剖析办法
废水的COD应用COD快速测定仪测定(哈希)，pH值采用pH计测定(pHS-2F)，苯胺浓度采用国标法。
2、结果与讨论
2.1 单要素确实定
经过单要素实验，分别调查电极板的外形、pH值、电解质NaCl、电流密度，对处置效果的影响。
2.1.1 电极板构造对处置效果影响
首先调查电极板的构造对处置效果的影响，分别用实状电极和网状电极处置实践苯胺废水，苯胺的浓度为70mg/L，pH为5.41，电流密度为25mA/cm2，电解质(NaCl)的浓度为4g/L，处置结果见图2
经过察看图2可知在处置前30min内，无论是从苯胺还是从COD去除效果网状电极都明显优于实板电极。关于苯胺的处置效果60min后去除率均接近100%，但关于网状电极所需的时间少，节约本钱。与苯胺的去除率相比，COD的去除效果更为明显。从0～60min网状电极对COD的去除率都明显优于实状电极，60min后网状电极对COD的去除率到达60%，而实板电极对COD的去除率为42%。
电极的构造不同，苯胺和COD去除效果存在一定的差别，实验标明网状电极的处置效果更具优势。网状电极在降解苯胺废水的效率上表现更好，可能缘由是其和尖端效应(电场散布平均，不规则的尖端处场强最大，由于冷核聚变产生真空能)有关。因而后面的实验将以网状电极为主。
2.1.2 pH对处置效果的影响
在实及苯胺工业废水处理中，苯胺的浓度为70mg/L，电流密度为25mA/cm2，电解质(NaCl)的浓度为4g/L，分别在不同pH的条件下，来探求pH对苯胺和COD的去除率的影响。
经过图3(a)可知：在pH3.71～11.30的丈量中发现，电催化氧化20min，苯胺去除率均可到达95%以上，其中pH在5.41左右最高，到达99%。这可能与ClO-在不同pH存在的形态有关。在40min后，经过丈量发现苯胺的去除率均可到达99%以上，标明ClO-在pH=5.41左右对苯胺的去除效果最佳。从图3(b)能够发现：溶液COD的值丈量发现，pH对COD的去除率也有一定的影响，在各个条件下处置60min后，pH=5.41时COD的去除率最高到达60%。
上述数据标明在以阴极为钛板阳极为钛板外表镀上钌铱在酸性的条件下处置实践苯胺废水的效果更好，且在pH=5.41左右处置对苯胺及COD的去除率效果最佳。
2.1.3 电解质NaCl浓度对处置效果的影响
实验的反响条件：苯胺的初始浓度为70mg/L，pH=5.41，电流密度为25mA/cm2分别投加不同电解质浓度，来探求电解质浓度对苯胺和COD去除率的影响。其结果如图4所示
经过图4(a)我们能够发现前20min溶液苯胺的浓度差异很大，20～50min差异越来越小，到50min后苯胺的去除率均接近100%，缘由是开端一段时间内活性氯产生量少，随着反响停止，溶液中活性氯的量逐步增加，低浓度的氯化钠溶液中也可以产生足够量的活性氯和苯胺疾速发作反响，最终的去除率均可接近100%。由图4(b)可知随着NaCl浓度的升高，氯离子浓度增加，COD的去除率也在进步，由于去除是活性氯和电极对苯胺及其降解中间产物协同作用的结果，氯离子浓度大有利于活性氯的产生，协同作用增强。
上述数据标明在以阴极为钛板阳极为钛板外表镀上钌铱处置实践苯胺废水投加适量的NaCl电解质停止电催化氧化是有利的。
2.1.4 电流密度对处置效果的影响
实验的反响条件：苯胺的初始浓度为70mg/L，pH=5.41，电解质(NaCl)的浓度为4g/L，分别改动不同的电流密度，来探求电流密度对苯胺和COD去除率的影响。其结果如图5所示。
电流密度为单位面积的电量，电流密度增加也就是单位面积电量的增加，有利于溶液中活性氯的产生，增加了活性氯与电极的协同作用。经过图5(a)可知在反响的前30min内，电流密度对苯胺的去除率影响较大，显现为电流密度越大去除效果越好。30min后，苯胺的质变的很少，电流密度的增加对去除效果的影响不大，且60min后的去除率均接近100%。
由图5(b)可知随着电流密度的增加，COD的去除率也随之升高，但电流效率降低，电流密度为25mA/cm2，电解60min后，实践苯胺废水COD的浓度从2300mg/L降至910mg/L，COD的去除率为60.43%，电流效率为85.9%。当电流密度增加到37.5mA/cm2，实践苯胺废水COD的浓度从2300mg/L降至800mg/L，COD的去除率为60.43%，但电流效率降落为44.3%。
所以从图5可知当电流密度为25mA/cm2时，已到达较高的苯胺和COD的去除率，继续增加电流COD的去除率增加放缓，电流效率越来越低，增大能耗。
2.2 正交实验的结果
分离工艺本钱及各单要素实验结果，肯定3个程度，采用L9(34)正交实验表布置实验，结果如表1、表2所示。
经过正交实验结果可知，各要素对苯胺的去除率影响次第依次为：pH值>处置时间>电解质NaCl的投加量>电流密度。
综合上述单要素及节约本钱综合结果剖析：电化学处置苯胺废水的最优条件pH值为5.41，处置时间为60min，电解质NaCl的投加量为4g/L，电流密度为25mA/cm2。在最优条件下反复实验三次，实验结果稳定，实验结果的均匀值见表3。
3、结论
(1)电极的构造不同，对苯胺和COD去除效果存在一定的差别，网状电极的处置效果更具优势，关于苯胺的去除网状电极只需30min就可到达实状电极60min的处置效果，关于COD的去除，60min后网状电极对COD的去除率到达60.4%，而实板电极对COD的去除率仅为42%。
(2)以阳极为钛板外表镀上钌铱阴极为钛板电催化氧化处置实践苯胺废水中，经过正交研讨了pH值、电流密度、处置时间、电解质NaCl的投加量对苯胺去除率的影响，得出在处置实践苯胺废水中，各要素对苯胺去除率影响大小的次第为：pH值>处置时间>电解质NaCl的投加量>电流密度。
(3)经过单要素实验、正交实验并分离实践本钱，得出处置实践苯胺废水的最佳工艺为pH值为5.41，处置时间为40min，电解质NaCl的投加量为4g/L，电流密度为25mA/cm2，对苯胺的去除率到达99%，对COD的去除率到达60.4%。
