由图3可知，随着电流强度的增大，硝基苯出水的浓度降低，去除率也在不断增大。当电流强度达到2.0A时，硝基苯的去除率趋于稳定，此时再增大电流，去除率的增加不明显。初步分析其原因，一方面随着电流强度的增加，溶液中的·OH浓度上升，硝基苯的去除率也上升，当吸附的·OH达到一定值后，失活增多，从而限制了去除率的进一步提高。另一方面在电催化氧化硝基苯的过程中，主要的竞争副反应是发生在阳极表面及其附近的水分解反应，即O2逸出，反应式如下[12]：
2H2O-4e→4H++O2↑
因此，为促使反应进行并提高电氧化效率，必须保证阳极具有较高的O2逸出电位，在电催化反应器中，随着更多的O2微气泡的产生，促使溶液进行强制对流，而且加速了液相传质速度。同时由于活性炭本身既可对硝基苯进行表面吸附，加速反应速度，还可起到催化作用。这一切，都加速了反应速度，使得电解反应加速进行，同时对活性炭进行解吸。当吸附、解吸、电解达到平衡时，反应去除率达到稳定[13]。
从图3可以看出，施加在反应器上的最佳电流强度为2.0A。
2.3停留时间对硝基苯去除率的影响
硝基苯废水固定进水浓度，在反应器通以最佳电流强度2.0A的情况下在反应器中停留不同的时间，测定其出水浓度。试验结果见图4。
从图4可以看出，硝基苯去除率随着停留时间的增加而增加，反应时间在15～80min内硝基苯去除率增加较快，当反应时间为80min时硝基苯去除率达到97.71%，80min以后硝基苯去除率趋于平缓并略有下降，这是由于硝基苯的去除趋于完全所致，因此再增加停留时间对硝基苯的去除率影响不大。
2.4进水质量浓度对硝基苯去除率的影响
在不同停留时间，电流强度=2.0A情况下，不同的进水质量浓度在反应器中处理，测定其出水浓度。试验结果见图5。
从图5可以看出，通过相同的电量时，硝基苯的去除率随着进水的质量浓度上升而增加，在浓度低于125.70mg/L时，硝基苯的去除率基本呈线性变化，当浓度高于125.70mg/L时，随着浓度的上升去除率不再明显提高，个别情况当停留时间t=15或30min时，硝基苯去除率甚至略有下降。分析其可能的原因，一方面由于反应受制于反应过程中产生的自由基的浓度，相同面积的电极在单位时间内生成的自由基的量同通过的电量有关，同时反应在电极表面进行，受到了扩散速度的影响;另一方面电极间装填的活性炭粒子随着浓度的增加和反应时间的延长，本身所具备的吸附能力已达到饱和，因此浓度的增加对活性炭粒子的吸附已影响不大。
2.5连续运行条件下硝基苯的去除情况
在同样的停留时间(40min)下连续运行，硝基苯的出水浓度及去除率见图6。
从图6可以看出，在连续运行条件下，当硝基苯的进水浓度在110mg/L～310mg/L之间波动时，硝基苯的出水浓度都在2mg/L以下，符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准中规定的硝基苯2.0mg/L的要求。
2.6硝基苯降解反应动力学的初步探讨
我们知道有机物的电催化降解主要是由羟基自由基作用的结果。其降解的反应速率方程可表示为[14]：
-d[R]/dt=k[·OH][R]
式中：R有机物分子;k为反应速率常数;[·OH]为羟基自由基浓度。由于活性物质羟基自由基有很高的反应活性，假设处于假稳态，则有d[·OH]/dt=0，从而[·OH]=常数。这样，有机物浓度随降解时间的变化可用以下表观一级反应动力学关系式来表示：
ln(C0/C)=kt+a
式中：k为表观一级反应动力学速率常数(s-1);t为反应时间(s).
研究不同初始进水浓度和不同电流强度下的ln(C0/C)与反应时间t的关系，见图7和图8。
由图7和图8可知，在不同的实验条件下，ln(C0/C)与反应时间t基本成线性关系。
用一元线性回归方程对图7和图8中不同初始浓度和不同电流强度下硝基苯的相对残余浓度对时间t的相关性分析表明，一级回归方程的相关系数大于临界相关系数(R>0.95)，说明硝基苯浓度随降解时间的下降遵循表观一级反应动力学模型。一级速率常数K见表2和表3。表2和表3数据表明，在本实验反应条件范围内，硝基苯的氧化降解速率常数随初始浓度和电流强度的增加而增大。
应用spss软件分析图7和图8中的数据表明，在初始浓度为36.82mg/L和139.58mg/L下，时间对ln(C0/C)的相关性极显著(p<0.01)，在初始浓度为261.85mg/L下，时间对ln(C0/C)的相关性显著(p<0.05)。而在不同的电流强度下，时间对ln(C0/C)的相关性显著(p<0.05)。所以，在不同的初始浓度和电流强度下ln(C0/C)对时间的相关性显著，这就说明了初始浓度和电流强度对硝基苯的降解有较大的影响。
3结论
电催化氧化反应器处理硝基苯废水的实验研究表明：
(1)活性炭填充电极电解吸附法处理硝基苯废水，处理效果明显优于电解法、活性炭吸附法。
(2)该技术可以提高废水中硝基苯的去除率，电流强度和原水浓度对硝基苯的降解影响较大。随着电流强度增大，硝基苯的去除率相应增加。在本实验的条件下，当电流强度增大到2.0A时，硝基苯的去除率高达98%。硝基苯废水的原水浓度的提高有利于电催化反应的进行，同时硝基苯的去除率也有所增加，硝基苯废水在反应器中的停留时间也影响去除率，一般来说停留时间加长有利于去除率的提高。
(3)硝基苯的电催化氧化降解符合表观一级反应动力学模型。该技术对处理高浓度难降解有机污染物具有较好的发展潜力，通过进一步研究和完善可形成一项实用废水处理技术。
