電-Fenton法預處理干法腈綸生產廢水
摘要:以Ti金屬網為陰極,Ti基RuO2涂層形穩電極為陽極,采用外加H2O2和Fe2+的方式,研究了電-Fenton氧化預處理干法腈綸生產廢水的工藝,考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值和電流強度等因素對污染物降解過程的影響,分析了廢水可生化性和污染物變化規律。
結果表明,電-Fenton法可以有效降解廢水中有機污染物,使廢水COD迅速降低,在初始pH值為3.0,Fe2+投加量為5.0mmol/L,H2O2投加量為60.0mmol/L,電流強度0.2A的條件下,反應120min后COD去除率可以達到44.0%以上;反應過程中H2O2的投加方式對電-Fenton法的處理效果具有明顯影響,H2O2分6次投加可以使COD去除率由一次性投加時的44.8%提高至54.1%;處理后廢水的BOD5/COD由0.29升高至0.68;GC-MS結果表明,經電-Fenton法預處理后,廢水中多數芳香族化合物和特征污染物能被有效降解。
干法腈綸是一種重要的石油化工產品,由于其保暖性好,并且具有耐光、抗菌等優點,被廣泛應用于服裝加工、裝飾品生產和新型材料的制備等領域。但在其生產過程中需加入多種化學原料和有機助劑,導致產生的廢水污染物含量高、組分復雜,并且含有大量難生物降解的高分子聚合物和有毒有機化合物,僅采用生化處理工藝難以實現污染物的有效去除和廢水的達標排放。
目前,國內還沒有開發出成熟的干法腈綸廢水處理工藝,對該類廢水的研究目前主要集中在強化預處理以改善廢水可生化性等方面。
電-Fenton法是在Fenton法的基礎上發展而來的新型電化學高級氧化技術,與傳統的Fenton法相比,電-Fenton法不需要或者僅需要加入少量的化學藥劑,可以大幅降低處理成本。此外,電-Fenton氧化過程不但包括羥基自由基(.OH)的高級氧化作用,還有陽極氧化和電吸附作用等,采用電Fenton處理難降解有機廢水可以取得優于傳統Fenton法的處理效果。
近年來,采用電Fenton法處理難降解有機廢水已經成為研究的熱點。電-Fenton法可以分為以下4類:(1)EF-FeRe法,該反應過程中H2O2和Fe2+均由外部加入,但Fe2+可以在陰極還原再生;(2)EF-FeOx法,又稱”犧牲陽極法”,該過程中H2O2由外部加入,Fe2+由鐵陽極氧化產生,但可以在陰極還原再生;(3)EF-H2O2-FeRe法,即H2O2和Fe2+均由陰極還原產生,但該反應速率較慢,電流效率較低;(4)EF-H2O2-FeOx法,即H2O2由通入陰極表面的O2還原產生,Fe2+由陽極氧化溶解產生。
目前,關于電-Fenton氧化降解難降解有機物的研究報道已經不少,但是以干法腈綸生產廢水為研究對象的電-Fenton實驗研究還鮮有報道。
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