電化學(xué)法深度處理富馬酸廢水研究
[摘要]針對(duì)富馬酸廢水降解難的特點(diǎn)，采用電化學(xué)法對(duì)其進(jìn)行了深度處理。研究結(jié)果表明，在相同操作條件下，有隔膜的獨(dú)立電極電解與無隔膜的混合電解相比，在電解20 min 時(shí)陽極側(cè)與陰極側(cè)的廢水COD 去除率分別降低了35%和50%；與添加電解質(zhì)Na2SO4相比，添加可產(chǎn)生活性氯的NaCl 有利于提高COD 的去除率，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，相應(yīng)的COD 去除率可達(dá)94.65%。電流效率ICE 隨富馬酸廢水中COD 殘留率的降低而降低，二者存在非線性關(guān)系，其中COD 去除率>90%后，對(duì)應(yīng)ICE<10%。
[關(guān)鍵詞]富馬酸廢水；電化學(xué)；氧化；深度處理
電化學(xué)處理法是近年來污水治理研究的一個(gè)重要方向，其基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化〔1〕，將之氧化分解或轉(zhuǎn)化成易于生物降解的有機(jī)化合物，從而實(shí)現(xiàn)有效去除污染物的過程〔2〕。該方法具有無需添加氧化劑、絮凝劑等化學(xué)藥品，不會(huì)或很少產(chǎn)生二次污染，設(shè)備體積小，占地面積少，操作簡便、靈活等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于生物難降解的污水處理和水的深度處理〔3〕。
富馬酸生產(chǎn)廢水具有低pH、高COD 的特點(diǎn)，且其中含具有生物毒性的催化劑〔4〕，可生化性較差，是目前難處理的廢水之一〔5〕。目前對(duì)于富馬酸廢水的處理方法主要有真空蒸發(fā)、吸附、離子交換、萃取、氧化消除、鐵炭微電解、生化處理等。這些方法不同程度地存在能耗高、成本高、處理效果差等缺點(diǎn)，在工業(yè)應(yīng)用中具有很大的局限性〔6〕。
通過膜集成技術(shù)改進(jìn)富馬酸的生產(chǎn)過程，可以有效降低富馬酸廢水的污染物濃度〔7-8〕，但仍存在深度處理困難等問題。通過合理設(shè)計(jì)電極及電解裝置，可以有效增強(qiáng)電化學(xué)反應(yīng)的選擇性和電解效率〔9〕。筆者采用高催化活性電極，圍繞富馬酸廢水的深度處理展開了相關(guān)研究。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)材料與裝置
實(shí)驗(yàn)用富馬酸廢水取自富馬酸中試生產(chǎn)線，經(jīng)膜法處理后其COD 為1 000~1 500 mg/L（為避免設(shè)備腐蝕，用NaOH 調(diào)pH 為8~9）。實(shí)驗(yàn)所用氯化鈉、硫酸鈉均為分析純?cè)噭?/p>
實(shí)驗(yàn)儀器：5B-6（C）型三參數(shù)COD 測定儀，蘭州連華環(huán)？萍加邢薰荆籙V-7504 型單光束紫外-可見分光光度計(jì)，上海欣茂儀器有限公司。
實(shí)驗(yàn)裝置為實(shí)驗(yàn)室自制設(shè)備，如圖1 所示。陽極為摻雜釕系DSA 電極，陰極為不銹鋼電極，隔膜為陽離子膜，電解槽為錯(cuò)流式結(jié)構(gòu)。
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