电-Fenton法预处理干法腈纶生产废水

Posted 2023-01-13 腈纶

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摘要：以Ti金属网为阴极,Ti基RuO2涂层形稳电极为阳极,采用外加H2O2和Fe2+的方式,研究了电-Fenton氧化预处理干法腈纶生产废水的工艺,考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值和电流强度等因素对污染物降解过程的影响,分析了废水可生化性和污染物变化规律。

结果表明,电-Fenton法可以有效降解废水中有机污染物,使废水COD迅速降低,在初始pH值为3.0,Fe2+投加量为5.0 mmol/L,H2O2投加量为60.0 mmol/L,电流强度0.2 A的条件下,反应120 min后COD去除率可以达到44.0%以上;反应过程中H2O2的投加方式对电-Fenton法的处理效果具有明显影响,H2O2分6次投加可以使COD去除率由一次性投加时的44.8%提高至54.1%;处理后废水的BOD5/COD由0.29升高至0.68;GC-MS结果表明,经电-Fenton法预处理后,废水中多数芳香族化合物和特征污染物能被有效降解。

干法腈纶是一种重要的石油化工产品，由于其保暖性好，并且具有耐光、抗菌等优点，被广泛应用于服装加工、装饰品生产和新型材料的制备等领域。但在其生产过程中需加入多种化学原料和有机助剂，导致产生的废水污染物含量高、组分复杂，并且含有大量难生物降解的高分子聚合物和有毒有机化合物，仅采用生化处理工艺难以实现污染物的有效去除和废水的达标排放。

目前，国内还没有开发出成熟的干法腈纶废水处理工艺，对该类废水的研究目前主要集中在强化预处理以改善废水可生化性等方面。

电-Fenton法是在Fenton法的基础上发展而来的新型电化学高级氧化技术，与传统的Fenton法相比，电-Fenton法不需要或者仅需要加入少量的化学药剂，可以大幅降低处理成本。此外，电-Fenton氧化过程不但包括羟基自由基（.OH）的高级氧化作用，还有阳极氧化和电吸附作用等，采用电Fenton处理难降解有机废水可以取得优于传统Fenton法的处理效果。

近年来，采用电Fenton法处理难降解有机废水已经成为研究的热点。电-Fenton法可以分为以下4类：（1）EF-FeRe法，该反应过程中H2O2和Fe2+均由外部加入，但Fe2+可以在阴极还原再生；（2）EF-FeOx法，又称”牺牲阳极法”，该过程中H2O2由外部加入，Fe2+由铁阳极氧化产生，但可以在阴极还原再生；（3）EF- H2O2-FeRe法，即H2O2和Fe2+均由阴极还原产生，但该反应速率较慢，电流效率较低；（4）EF- H2O2-FeOx法，即H2O2由通入阴极表面的O2还原产生，Fe2+由阳极氧化溶解产生。。

目前，关于电-Fenton氧化降解难降解有机物的研究报道已经不少，但是以干法腈纶生产废水为研究对象的电-Fenton实验研究还鲜有报道。

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