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电极电催化氧化技术处理含酚废水

发布时间:2018-12-13 13:41  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  苯酚及其衍生物是废水中常见的一种高毒性难于降解的有机物,来源于石油化工、煤化工、酚生产及酚醛树脂生产厂等。例如,在生产酚醛脂时,生产1t树脂需要排放750L含苯酚600~42000mg/L的废水,一般进入生化处理系统的水中,如苯酚质量浓度>200mg/L,就会对生处理产生抑制作用。酚污控制的常用方法有活性炭吸附、溶剂萃取、生法、化学法及电催化氧化法等,其中ECO具有易于控制易建立密闭循环和无二次污染等优点,可望发展为体现“绿色”特征的高效废水处理新技术。
 

电催化氧化技术
 

  1.酚的电催化氧化技术

  20世纪50年代晚期,利用平板二维电极处理含酚废水的研究发展迅速,无论是在电解槽设计还是电极开发方面都十分活跃,取得了丰硕的成果。

  但电化学法是一种在电极表面上发生的非均相反应,反应物必须到达界面才能参与反应,而这在传统的二维电极电解槽中不易实现。针对这一缺陷,人们又提出了三维电极的概念。三维电极是在传统二维电极间装填粒状材料并使装填工作电极材料表面带电,成为第三极,在工作电极材料表面能发生电化学反应。由于电极表面积的增加,反应速度急剧加快。在二维电极电解槽中需很长时间才接近完全的反应,在三维电极电解槽中却能很快完成。正因三维电极面体比极大增加,且粒子间距小,传质效果极大改善,因而它具有较高的电流效率和单位时空产率。近年来人们研究的热点开始转向利用三维电极进行废水处理。
 

电催化氧化技术
 

  2.酚电催化氧化的影响因素

  电解质

  在电催化氧化处理体系中,常需加入一定量的支持电解质以增强溶液电导率,提高相应的电流密度。常见电解质有Na2SO4、H2SO4、NaOH和K2SO4,也有以NaCl作电解质的,但Cl-易与苯酚反应生成更难降解且毒性比其初始物质苯酚更强的卤化酚,酸性条件下这一反应更易进行。但在Cl-存在的碱性条件下,当阳极电位超过2.1872V时会有Cl2析出,继而水解生成强氧化剂HOCl,从而增加对苯酚的氧化降解能力。

  pH值

  pH值对含酚废水的处理效果影响甚大。研究pH值对苯酚去除效果的结果表明,当pH值为3和12时苯酚的去除出现峰值,且pH值为12左右时降解率更大。由于苯酚的ECO过程是由OH•向苯环亲电性攻击开始,当pH值为12时,苯酚以苯酚盐,的形式存在,苯环上氧负离子参与了苯环共轭,使苯环中的电子云密度增加,反应加快。

  电催化氧化技术处理含酚废水走向实用化的关键一方面是寻求高效稳定的阳极,另一方面是探索抑制聚合物膜生成的合适条件,以防即使使用高效的电极也会在很短的时间内钝化而失活。近年来在电催化氧化处理含酚废水的研究中,研究者多采用苯酚、氯酚等单一纯化合物来考察降解效果及影响因素,而实际待处理的废水成分复杂,诸多因素的协同影响如何有待深入研究。

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