电芬顿法去除兰炭废水COD

  兰炭废水主要是来源于兰炭生产过程中冷却洗涤煤气的循环水及干馏炉底部用来冷却高温兰炭用的熄焦水。

  兰炭废水成分复杂，主要含有萘、蒽、醌及苯酚类物质，还含有大量环链有机化合物、氰化物和氨氮等。因兰炭属于半焦产品，是通过温度在650℃ 左右的低温干馏生产，导致兰炭废水中含有大量未被高温氧化的污染物，其浓度要比焦化废水高出10 倍左右，属于典型的生物难降解有机废水，传统生化法无法降解兰炭废水。现有的处理方法是通过加清水稀释降低COD 含量再进行生化法处理，成本昂贵且效果较差。

  近年来，多种高级氧化技术( AOPs) 被开发应用于生物难降解有机废水中，以氧化有毒及生物难降解物质。常用高级氧化技术有Fenton 试剂法，湿式催化氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、声催化氧化法、臭氧氧化法、电化学氧化法等。其中芬顿法因其效率高、易操作、费用低等优点被广泛应用于各种有机废水处理中。芬顿法主要是通过双氧水与Fe2 + 反应生成氧化性极强的羟基自由基来氧化降解各种有机物。芬顿试剂氧化降解有机物的机理非常复杂，但其主要反应机理如式( 1) 所示。Fe2 + + H2O2→ Fe3 + + OH － +·OH ( 1)传统的芬顿试剂法是向水中投加硫酸亚铁及双氧水两种化学原料共同作用降解有机物，双氧水在

储运过程中具有一定危险性，大量硫酸根被带入水中，体系产生大量铁污泥，会造成二次污染，所以传统芬顿法应用受到限制。本文采用不锈钢板做阳极，牺牲阳极产生Fe2 + ; 高效石墨气体扩散电极作阴极，用空气代替氧气与电极反应产生双氧水，阴阳极协同作用产生芬顿试剂降解废水，节约成本且避免了二次污染。

  电芬顿法处理废水系统中，阴极产生双氧水的速率直接影响电芬顿法处理废水的效果。溶解在水中的氧气在阴极上发生的反应主要由阴极材料性能决定，同时受很多因素影响。电解过程中希望仅发生产生双氧水的二电子反应，见式( 2) ; 但受电极性能、槽电压及废水特性等因素影响，可能发生双氧水分解的副反应，见式( 3) ; 还可能发生析氢反应，见式( 4) 。所以必须优化电解过程的相关条件，避免副反应发生，以保持较高的废水COD 去除率。O2 + 2H + + 2e －→ H2O2 E0 = 0． 67 V ( 2)H2O2 + 2H + + 2e －→2H2O E0 = 1． 77 V ( 3)2H + + 2e －→ H2 E0 = 0 V ( 4)电芬顿法用于处理实际高浓度有机废水仅国外有较少报道。