阴阳极协同作用电催化深度处理焦化废水.pdfVIP

化 工 进 展 ·98· CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS 2009年第28卷增刊 阴阳极协同作用电催化深度处理焦化废水 李海涛比，李鑫钢1，一，李玉平2，曹宏斌2 (1天津大学化工学院，天津300072；2中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京 100190；3精馏技术国家工程研究中心，天津300072) 摘要：在质子交换隔膜电解槽中采用石墨毡填充电极对焦化废水降解进行研究。以生化出水为研究对象，阴极 millo儿，卢100mA，2 电芬顿的最佳处理条件为：pH=2～3，Fe2+--0．5～l h。阴极电芬顿和阳极氧化对COD去除 率分别为66．9％和71．2％，电流效率分别为90％和92％。在连续式反应器中，最佳条件下，阳极氧化后COD=180～ 200 mg／L、pH=2～3，再经过阴极电芬顿后COD小于100mg／L，pH=6～9，达到国家一级排放标准。阳极氧化和 阴极电芬顿均能够有效去除酚类、苯类、含氮杂环、苯腈、苯并杂环类、多环芳烃等多种有机污染物。 关键词：电芬顿；阳极氧化；隔膜；石墨毡电极；焦化废水 焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化和焦化产品 物去除效果较好，对于中性或偏碱性的焦化废水还 回收过程中所产牛的含芳香族化合物与杂环化合物 需要加酸调节，处理后还要加碱中和才能排放，无 的典型的较难降解的有机工业废水。废水中污染物 疑增大了处理成本。本文作者基于前人的研究中存 成分复杂，含有大量的无机物和有机物。无机污染 在的问题，提出采用阴、阳极隔开的方式，由于在 物主要以氰化物、硫氰化物、硫化物、氨盐等为丰； 隔膜体系中阳极pH值降低，阴极pH值升高，利用 有机物主要有酚类物质、单环芳烃和多环芳烃以及 阳极反应产生的酸度可以满足阴极电芬顿反应的要 含氮、硫、氧的杂环化合物。目前大多数的焦化厂 求，从而开发一种新型的电化学反应装置以提高焦 均采用生化法处理焦化废水，由于焦化废水属于生 化废水处理效率并降低处理成本，有着广泛的应用 物难降解有毒废水，经过生化处理后酚类和氨氮等 前景。 污染物基本去除，但仍含有一些杂环或多环类有机 1 实验部分 污染物，最终出水的COD在200400 mg／L，很难 达到国家排放标准。电化学技术是利用外加电场作 1．1仪器与试剂 用，在特定的电化学反应器内，通过一系列设计的 石墨毡(北京卡博赛科技有限公司)；Nation 化学反应、电化学过程或物理过程，从而氧化降解 115质子交换膜(美国杜邦公司)；双恒电位仪(江苏 有机物的一种高级氧化技术。电化学氧化技术通常 电分析仪器厂)；蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公 通过阳极直接氧化有机物或者通过生成氧化剂(如 司)；兰州连华COD快速消解仪和COD专用试剂 tech公司UV2000．型 在含氯离子的废水中可以产生氯气或其它氯氧化 (D和Eg试剂)；美国Lab 物)间接降解有机物，目前常用的电极有石墨电极、 双波束紫外可见分光光度计；气质联用(安捷伦 DSA阳极、碳纤维电极等，由于在较高电压下容易 产生析氧等副反应而导致电流效率较低，从而增大 学反应装置(自制有机玻璃电解槽)。 了处理成本，使电化学技术难于应用到大规模的废 二氯甲烷(进口HP