电催化法处理芳香化合物废水

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1、电催化法处理芳香化合物废水采用的电催化阳极为经氟树脂改性的l3-Pb02电极，阴极为镍铬钛合金网。对几种含有典型难生化降解的芳香化合物——苯胺、氯苯、对氯苯酚、对硝基酚——的废水进行了电催化降解。结果表明，在0．25A的电流下处理2h，目标有机物去除率达75％～l00％，COD去除率为25％～55％。处理效果：苯胺>氯苯>对氯苯酚>对硝基酚。 有机物的电催化降解机理普遍被认为是在电场的作用下，有催化活性的阳极表面产生了羟基自由基，反应如式(16)所示。羟基自由基(·OH)攻击有机物分子，从而使有机物逐渐降解。 PbO2(H+)+H20ads→Pb02(·OH)ads+H+(16) 对于含硝

2、基或含氯官能团的芳香化合物，先经历官能团从苯环上脱除，而后产生含羟基化合物，并转化为对苯醌，再破坏而产生有机酸，并逐渐深入氧化成更小分子量的羧酸，最终转化为二氧化碳和水分子。电化学法处理苯酚废水 随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展，各种含酚废水也相应增多。由于酚的毒性较大，而且影响水生物的生长和繁殖，污染饮用水水源。国内外对含酚工业废水的排放均有严格规定。一般条件下，规定饮用水含挥发性酚不高于0．001mg／L，水源水体中含酚量最高允许值为0．002mg／L。因此，工业含酚废水的处理已成为亟待解决的问题之一。 超声降解水中的污染物，尤其是难降解的有机污染物，是近几年来发展起

3、来的一项新型水处理技术。将电解法与超声波相结合，用于处理水中有机污染物的研究已引起人们的广泛关注。 以Ti／Pd0·Ru02电极作为催化电极，并结合超声波技术可将苯酚电催化氧化降解。电解工艺条件为：溶液pH=5，处理时间60min，电解电压25V，电解质质量浓度0．718g/L，苯酚的初始质量浓度l00mg/L。 研究表明，单独使用超声技术降解苯酚的效果不明显。处理时间>30min时，超声电催化效果明显高于单纯电催化，苯酚降解率达到l00％，COD去除率>90％，比单纯的电催化分别提高了l3％和l7％。超声电催化降解废水中的苯酚比单一的超声或电催化效果都好，在60min内可使苯酚降解率达1

4、00％，COD去除率达到90％。 超声空化过程中伴随的高温可导致自由基、H202、超临界水的形成，溶剂和环境气体也可裂解为原子或自由基，水转化为0H、氧原子，然后在较浓的界面上形成02、H202，氧原子和氧分子在微气泡内与氢原子的结合提高了氢氧自由基的浓度：在环境温度下，溶液本体内空化产生的自由基自界面逸出而与溶质发生反应。超声空化产生的机械效应也极大地改善了非均相界面间的传质效果。因此，超声与电催化相结合能产生协同效应，提高苯酚的降解速率和COD去除率。电解法处理萘酚废液 以Ti／Ru02·Ti02电极为阳极，以孔隙率为96％、厚度为4mm的泡沫镍板作为阴极，在圆筒形电化学反应器中，对含

5、萘酚废液进行降解处理。有机物的电化学分解过程，一方面是电化学产生的羟基自由基使有机物氧化，另一方面是电极与有机污染物之间直接的电子传递。其中，电子传递是一个快速反应过程，其反应速率受有机物向阳极迁移的传质过程控制。Ti／Ir02．Ta20广石墨电芬顿法降解硝基酚 硝基酚废水主要来源于化工、染料中间体、医药等行业，是典型的有毒、难降解有机废水。硝基酚对微生物具有毒性，难以用常规的生物技术处理，其他如化学法、萃取法、焚烧法等方法也由于技术或经济原因，难以达到实际应用的水平。 电芬顿(Electr0—Fenton)法是芬顿(Fenton)试剂法最有前景的发展方向之一。采用高电化学稳定性的钛基Ir

6、02·Ta205电极作为阳极，以石墨为阴极，通过外加Fe2+，构成一种新的高效电芬顿体系，对于难降解的对硝基酚(4NP)废水进行降解研究。在恒电流0．3A，Na2S04质量浓度3g／L，Fe2+浓度lmmol／L，曝气量40mL／min，初始pH为5．30的条件下，对l00mg／L的4NP电解2h，COD去除率达84％。电催化降解硝基苯 硝基苯类化合物广泛存在于石油化工、染料、肥皂、制药等工业废水中，这类化合物有毒，属于生物难降解物质，可用电催化法进行降解。 采用DSA作为阳极，对硝基苯废水进行降解处理的实验结果表明：在电流密度15mA／cm2，NaES0。质量浓度5g／L，pH中性或碱性

7、，对CODcr，为82．1mg／L的废水电解1h后，CODcr，降至4．73mg／L，CODcr，去除率达到94．2％。 所有硝基苯降解试验在电解催化氧化过程中外观上呈现下列变化：无色→微黄(1～3min)→浅黄(10～15min)→变淡(20min以后)→无色，表明体系中有黄色的中间产物生成，存在亚硝基苯、苯胺、2一硝基苯酚、偶氮苯、氧化偶氮苯、苯基丁二酸等。电催化氧化降解苯胺 难降解、有毒的苯胺类化合物广泛产生于石油