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屬實驗。
主要配置：電解槽、電極片、整流器、氣體泵、流量計、高位水槽、電路控制系統、不銹鋼可移動框架、控制屏。
技術參數：
1、環境溫度：5℃～40℃，電源220V，功率100W。
2、電解、沉淀、過濾一體化電解槽：660×132×200㎜，不銹鋼結構，內襯PVC板。
3、電極材料：石墨和不銹鋼板。
4、廢水處理量：1.5-2L/h，處理效率：COD和色度均可達90%。
5、低噪音充氧泵：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、高位水槽容積：30L，PVC材質。
8、控制屏和框架均為不銹鋼，結構緊湊，外形美觀，流程簡單，操作方便。
9、外形尺寸：1150×500×1600㎜。 

污水電解實驗裝置使用說明書

一、技術參數：
a)  電解、沉淀、過濾一體化電解槽：666×132×200㎜；不銹鋼外殼，內襯PVC板；處理含酚廢水量：約10L/H，COD和色度均可達到90%。
b)  電極材料  石墨與不銹鋼板（規格均為100×125㎜，δ=5㎜）。
c)  整流器，30A/10V，1臺。
d)  空氣壓縮機  功率：120W，排氣量：85L/min，風壓：0.04mpa，一臺。
e)  PVC高位水箱尺寸：400×300×300㎜，1個。
f)   各項操作及壓力、流量的顯示、調節、控制全在控制屏板面進行；
g)  控制屏與框架均為不銹鋼材質，結構緊湊，外形美觀，裝置流程簡單、操作方便。
h)  外形尺寸：1140×600×1700㎜。
二、實驗指導：
1. 實驗概述：
    電能轉變為化學能的過程，即使直流電通過電解槽，在電極-溶液界面上進行電化學反應的過程。通電時，在外電場的作用下，電解液中的正、負離子分別向陰 、陽極遷移，離子在電極-溶液界面上進行電化學反應，在陰極上進行還原反應、陽極進行氧化反應。即污水中的污染物在電解槽內被氧化、還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無公害成分被分離除去。
    水的電解就是在外電場作用下將水分解為H₂（g）和O₂（g）。電解是一種非常強有力的促進氧化還原反應的手段，許多很難進行的氧化還原反應，都可以通過電解來實現。例如：可將熔融的氟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。電解工業在國民經濟中具有重要作用，許多有色金屬（如鈉、鉀、鎂、鋁等）和稀有金屬（如鋯、鉿等）的冶煉及金屬（如銅、鋅、鉛等）的精煉，基本化工產品(如氫、氧、燒堿、氯酸鉀、過氧化氫、乙二腈等)的制備，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) 了解電解法與隔膜電解的特點、工作原理.
b)  掌握電解法處理含酚廢水處理實驗操作方法.
c)  可做電解回收廢酸及重金屬的實驗。
3.  實驗原理：
    電解處理含酚廢水。在以NaCl為電解液時，其反應如下：

實驗工藝流程圖：

4. 實驗操作步驟:
    將污水按要求濃度70、80、90、100mg/L：
a)  配制原水于水箱中（每組作一個濃度）。
b)  測定原水廢水的苯酚含量C₀、pH值和水溫。
c)  接通設備電源，指示紅燈亮。
d)  將配好的原水倒入到高位水箱，將流量計控制旋鈕調到最大，直到污水注滿電解槽后停止加入。
e)  開氣泵開關，調節氣體流量，使電解槽內的液體處于翻騰狀態。
f)   打開整流器開關，使直流輸出接通，調整電壓V旋扭，使其始終穩定在10V左右，觀察電流的變化情況。
g)  靜態處理30分鐘后，逐漸打開并調節流量計旋鈕，并使原水進水流量保持在額定值約10L/h；同時打開電解槽出水閥。
h)  每隔10分鐘取樣測定出水苯酚的含量、pH值。
i)   停車。關氣泵，關進水，關電源，撥下電源插頭。
j)   放完設備內所有污水，用清水反復沖洗設備，并用干抹布擦拭。
5.  實驗數據處理：
電流效率的計算：
    電流效率定義為在電極上析出或溶解物質的實際量與理論量之比，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——通過電流的時間（小時）；
K——電化當量（克/安培•小時）；
a)        工作電壓計算：
工作電壓隨工作電流變化而變化，電流增高，電壓亦增高.

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——電極串連數；
n值指全部串聯極板數。由于IR壓降一般為0.1~0.2伏，計算時可以忽略。于是工作電壓與電極的串聯數成正比，它的大小主要決定于兩極間的電壓V₁，其值可按下式計算：

式中：  φ_a——陽極電極電位；
        φ_k——陰極電極電位；
        V_L——兩極間液相電阻壓降。
b)        工作電流計算：
直流電流的大小主要取決于含酚廢水濃度與流量。對一定流量的含酚廢水，在相同電解還原條件下，要縮短處理時間，電流密度就得提高。隨著電流密度增大，電解還原苯酚的速度加快，電解時間縮短。
但隨之，電極的極化過程加快，使工作電壓增高，電能消耗增加。只有在含酚廢水中含有足夠的氯化鈉以克服陽極鈍化時，才能較大幅度提高陽極電流密度。
工作電流可按下式計算：

式中： K—比例系數，相當于還原1mg所需的電量，一般為4~5安·時；
      Q—為廢水流量（米²/時）；
C—為廢水濃度（克/米³）；
n—為電極串聯數。

含酚廢水實驗記錄  表1
序 號	時 間 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	電壓V	電流I	槽端電壓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，但增加還原離子的氧化，降低電解效率。因此空氣量要適當，一般每升污水所用空氣量約為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潑而又不溶解的鈍化膜，使電阻和電耗增加，可以通過投加適量NaCl，增加水流速或采用機械去膜以及電極定期換向等方法。
    耗鐵量主要與電解時間、PH值、鹽濃度和陽極電位有關，還與實際操作條件有關。如電流太高，時間太短，均使耗鐵量增加。停止實驗時，極板要放清水浸泡，否則極板氧化加劇，增加耗鐵量。