電化學法深度處理富馬酸廢水研究
[摘要(yao)]針對(dui)(dui)富馬酸廢水降解(jie)(jie)難的(de)特點,采用電(dian)化學法對(dui)(dui)其進行了深(shen)度處(chu)理(li)。研究結果(guo)表(biao)明,在相同操作條件下,有(you)隔膜(mo)的(de)獨立(li)電(dian)極電(dian)解(jie)(jie)與(yu)(yu)無隔膜(mo)的(de)混合電(dian)解(jie)(jie)相比,在電(dian)解(jie)(jie)20 min 時陽極側與(yu)(yu)陰極側的(de)廢水COD 去(qu)(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv)分別(bie)降低(di)了35%和50%;與(yu)(yu)添加電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)Na2SO4相比,添加可產生活性氯的(de)NaCl 有(you)利(li)于(yu)提(ti)高COD 的(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv),在實(shi)驗范圍內,相應(ying)的(de)COD 去(qu)(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv)可達(da)94.65%。電(dian)流效率(lv)(lv)ICE 隨富馬酸廢水中COD 殘留(liu)率(lv)(lv)的(de)降低(di)而降低(di),二(er)者存在非線性關(guan)系,其中COD 去(qu)(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv)>90%后,對(dui)(dui)應(ying)ICE<10%。
[關鍵詞]富馬(ma)酸廢水;電化學(xue);氧化;深度(du)處(chu)理
電化(hua)學(xue)處理(li)法是近年來污(wu)水(shui)治理(li)研究的(de)(de)一(yi)個重要方(fang)(fang)向(xiang),其基本原理(li)是使污(wu)染物在(zai)電極上發生(sheng)直接電化(hua)學(xue)反應或間接電化(hua)學(xue)轉化(hua)〔1〕,將之氧化(hua)分解(jie)(jie)或轉化(hua)成(cheng)易于(yu)生(sheng)物降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)有(you)機化(hua)合物,從(cong)而實現有(you)效去除(chu)污(wu)染物的(de)(de)過程〔2〕。該方(fang)(fang)法具有(you)無需添加氧化(hua)劑、絮凝劑等(deng)化(hua)學(xue)藥品(pin),不會或很少產生(sheng)二(er)次污(wu)染,設備(bei)體積小,占(zhan)地(di)面積少,操作(zuo)簡(jian)便(bian)、靈活等(deng)優點,尤(you)其適合于(yu)生(sheng)物難降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)污(wu)水(shui)處理(li)和(he)水(shui)的(de)(de)深度處理(li)〔3〕。
富馬酸生產廢(fei)水具有低pH、高COD 的(de)特點,且其(qi)中(zhong)含具有生物毒性的(de)催(cui)化(hua)(hua)劑〔4〕,可生化(hua)(hua)性較差(cha),是目前(qian)難處(chu)理(li)(li)的(de)廢(fei)水之一〔5〕。目前(qian)對于富馬酸廢(fei)水的(de)處(chu)理(li)(li)方(fang)法主要有真空(kong)蒸發、吸(xi)附、離子交換、萃取、氧化(hua)(hua)消除(chu)、鐵炭微電解、生化(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)等(deng)。這些方(fang)法不同(tong)程度地存在能耗(hao)高、成本高、處(chu)理(li)(li)效果差(cha)等(deng)缺點,在工業應(ying)用(yong)中(zhong)具有很大的(de)局(ju)限(xian)性〔6〕。
通過膜集成技術改(gai)進富(fu)馬(ma)酸(suan)的(de)生產過程(cheng),可(ke)以(yi)有效降低富(fu)馬(ma)酸(suan)廢(fei)水的(de)污(wu)染物濃度(du)(du)〔7-8〕,但(dan)仍(reng)存在深度(du)(du)處理困難等問題。通過合理設計電(dian)(dian)極(ji)及電(dian)(dian)解(jie)裝(zhuang)置,可(ke)以(yi)有效增強電(dian)(dian)化學反應的(de)選擇性和電(dian)(dian)解(jie)效率〔9〕。筆者采用(yong)高催化活(huo)性電(dian)(dian)極(ji),圍繞富(fu)馬(ma)酸(suan)廢(fei)水的(de)深度(du)(du)處理展開了(le)相關研(yan)究(jiu)。
1 實驗部分
1.1 實(shi)驗材料與裝置
實驗用(yong)富馬酸廢水取自富馬酸中試生產線,經膜法(fa)處理后(hou)其COD 為(wei)(wei)1 000~1 500 mg/L(為(wei)(wei)避免設備腐蝕,用(yong)NaOH 調pH 為(wei)(wei)8~9)。實驗所用(yong)氯化鈉、硫酸鈉均為(wei)(wei)分析純試劑。
實(shi)驗儀(yi)器(qi):5B-6(C)型(xing)三(san)參數COD 測定儀(yi),蘭州連華環保科技有限公(gong)司;UV-7504 型(xing)單光(guang)束(shu)紫外-可(ke)見(jian)分(fen)光(guang)光(guang)度計,上海欣茂(mao)儀(yi)器(qi)有限公(gong)司。
實驗(yan)裝置為實驗(yan)室自制(zhi)設備(bei),如圖1 所(suo)示。陽極(ji)為摻雜釕系DSA 電極(ji),陰極(ji)為不(bu)銹鋼電極(ji),隔(ge)膜為陽離子膜,電解槽為錯流式結構(gou)。
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