湯哲人,陳泉源,鄧東升,石寒松 (東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系,上海 201600)

以黃銅礦作為顆粒三維電極的電Fenton氧化處理維尼綸廢水中的COD研究

湯哲人,陳泉源*,鄧東升,石寒松 (東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系,上海 201600)

以黃銅礦作為顆粒電極,考察了三維電極-電 Fenton法處理維尼綸廢水的影響因素及處理效果,初步探究反應(yīng)路徑及機(jī)理,并與三維電極法?普通Fenton法?普通電解法進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果表明在電解時(shí)間3.0h?初始pH值為4.0?極板間距為3cm?電流密度為30mA/cm2?黃銅礦投加量10g/L條件下,水樣COD的去除率可達(dá)到93.6%,并通過(guò)試驗(yàn)證明以黃銅礦為工作電極的三維電極-電Fenton法效果優(yōu)于三維電極法?普通Fenton法?普通電解法.

黃銅礦；三維電極；電-Fenton

維尼綸因其良好的黏附性?機(jī)械強(qiáng)度?耐磨性,在紡織工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,但其非環(huán)保性也成為印染廢水處理的難題[1].維尼綸廢水的主要成分是酸性甲醛和聚乙烯醇(PVA),具有廢水產(chǎn)量大?污染物含量高?水質(zhì)波動(dòng)大?可生化性差的特點(diǎn)[2].如未經(jīng)妥善處理排入環(huán)境中,污染物質(zhì)會(huì)在水體中大量累積,導(dǎo)致水中溶解氧急劇下降,嚴(yán)重影響了好氧微生物的生長(zhǎng)和繁殖,對(duì)水環(huán)境造成極大危害.目前處理維尼綸廢水的方法主要有:生物處理法[3]?超濾回收[4]?高級(jí)氧化法[5]等.

三維電極-電Fenton法是一種新型的電化學(xué)水處理技術(shù),將顆粒電極引入到電Fenton的體系中,通過(guò)微孔曝氣設(shè)備將空氣與顆粒電極充分混合.在裝置通電后,顆粒電極會(huì)相互構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)微電解池,這些微電解池有效利用了電解空間,強(qiáng)化了電場(chǎng)作用,縮短了兩極間距,減少了反應(yīng)物質(zhì)遷移路程,加快裝置中 H2O2產(chǎn)生的速率[6].同時(shí)顆粒電極陰極產(chǎn)生的 H2O2與裝置中 Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng),使有機(jī)物降解極大提高了電流效率和單位空間產(chǎn)率[7].

近年來(lái)以天然含鐵礦物為催化劑的異相Fenton的研究報(bào)告越來(lái)越多[8-10];同時(shí)銅作為一種過(guò)渡金屬用于異相Fenton催化劑也一直在進(jìn)行[11-12].黃銅礦作為一種銅鐵硫化物在自然環(huán)境中大量存在,但作為催化劑用于異相Fenton的報(bào)道還未見(jiàn)到[13].本試驗(yàn)以黃銅礦為原材料制作顆粒電極應(yīng)用于三維電極-電Fenton處理維尼綸廢水中,以 COD去除率作為主要考察指標(biāo),通過(guò)分析不同條件下維尼綸廢水的處理效果,與常規(guī)電化學(xué)法進(jìn)行比較.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用水與儀器

試驗(yàn)用水的 COD為 320mg/L,TOC為83mg/L,pH值為5.62,電導(dǎo)率為2.32mS/cm,鹽分為3.5g/L.

試驗(yàn)儀器:雷磁pH計(jì)(PHS-3D型);數(shù)字瓶口滴定器(Titrette);TOC分析儀(TOC-VCPH);微波消解爐(P70D20AP-TE(W0));恒流穩(wěn)壓電源(LODESTAR LP2002);氣泵(Model ACO-9720).

本試驗(yàn)電解槽為直徑80mm高120mm的圓柱形結(jié)構(gòu),陰極與陽(yáng)極均采用多孔石墨電極,電極板尺寸為 30mm×150mm×2mm,有效面積為30mm×65mm,陰陽(yáng)極板面積比為 1:1,極板間距可調(diào);顆粒電極為經(jīng)過(guò)預(yù)處理的黃銅礦,顆粒粒徑為75μm.試驗(yàn)裝置的安裝如圖1所示.

1.2 試驗(yàn)方法

黃銅礦顆粒電極的預(yù)處理:將黃銅礦經(jīng)過(guò)200目篩篩選之后,浸入維尼綸廢水中48h,以去除其吸附作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的干擾.取400mL維尼綸廢水置于電解槽中,加入經(jīng)過(guò)預(yù)處理的黃銅礦顆粒電極,滴加NaOH或稀H2SO4溶液調(diào)節(jié)電解池內(nèi)pH值為3左右,按照?qǐng)D1所示安裝固定電極板,并在裝置陰極處開(kāi)始曝氣,并打開(kāi)攪拌器進(jìn)行攪拌.待整個(gè)裝置運(yùn)行穩(wěn)定之后,接通電源開(kāi)始計(jì)時(shí),反應(yīng)期間定時(shí)取樣,水樣經(jīng)NaOH調(diào)節(jié)pH值9～10,高速離心機(jī)離心分離之后,取上清液測(cè)定 COD.另取上清液經(jīng)過(guò)0.22μm濾膜過(guò)濾測(cè)定TOC.每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)3個(gè)平行樣取平均值.

1.3 測(cè)試方法

化學(xué)耗氧量(COD)采用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法(11914-89)測(cè)定[14];總有機(jī)碳量(TOC)采用燃燒氧化非紅外吸收法(HJ501-2009)測(cè)定[15];溶液中Fe2+含量采用 1,10鄰菲羅啉分光光度法(HJ/ T345-2007)[16];廢水中 H2O2濃度采用草酸鈦鉀比色法測(cè)定.

圖1 試驗(yàn)裝置Fig.1 Experimental equipment

2 結(jié)果與分析

2.1 黃銅礦表征

圖 2為黃銅礦的 X射線衍射圖,可以看出,在2θ=29.4°?48.6°?49.0°?57.8°?58.5°處出現(xiàn)了明顯的黃銅礦(FeCuS2,JCPDS:37-0471)的特征衍射峰,另外在 2θ=28.5°?33.1°?37.1°?47.5°?56.3°處出現(xiàn)了黃鐵礦(FeS2,JCPDS:42-1340)的特征衍射峰.黃銅礦主要成分為銅鐵硫化物.

圖2 黃銅礦的X射線衍射Fig.2 Chalcopyrite X-ray diffraction pattern

2.2 處理時(shí)間對(duì)處理效果的影響

初始pH值為4.0?電流密度為30mA/cm2?電極板間距為 3cm?黃銅礦顆粒電極投加量為10g/L?處理400mL維尼綸廢水,考察處理時(shí)間對(duì)處理效果的影響.

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響Fig.3 The effect of reaction time on treatment

由圖3可知,在30mA/cm2電流密度下,隨著處理時(shí)間增加,COD的去除率都逐漸增加.在開(kāi)始1.0h內(nèi),COD的去除效率較快,這是因?yàn)樵诜磻?yīng)開(kāi)始的階段,黃銅礦顆粒電極表面聚集了大量的有機(jī)物,其質(zhì)量濃度高于溶液的質(zhì)量濃度,每個(gè)粒子可以形成一對(duì)復(fù)極性微電極,在其正負(fù)極分別進(jìn)行氧化還原反應(yīng),相當(dāng)于在電解槽中又有許多微型的電解槽,有效利用了電解空間,強(qiáng)化了電場(chǎng)作用,提高了處理效率.同時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置中的羥基自由基不斷累積提高了處理效果[7].在反應(yīng)進(jìn)行2.0h之后,去除速率開(kāi)始下降,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行3.0h時(shí),維尼綸廢水COD去除率可達(dá)到93.6%.因?yàn)榉磻?yīng)后期隨著 Fe2+的不斷增加,在溶液中逐漸形成了鐵絮凝物質(zhì)覆蓋了粒子電極表面部分活性中心,減少了有機(jī)物在粒子電極表面的氧化降解.從試驗(yàn)結(jié)果考慮,電解時(shí)間取3.0h為宜.

2.3 初始pH值對(duì)處理效果的影響

電流密度為30mA/cm2?電極板間距為3cm?黃銅礦顆粒電極投加量為10g/L?處理時(shí)間為4h處理400mL維尼綸廢水,考察初始pH值對(duì)處理效果的影響.

由圖4可知,試驗(yàn)裝置內(nèi)初始pH值不宜過(guò)低,當(dāng)初始pH值從4.0降至1.0時(shí),廢水的COD去除率有所下降,這是因?yàn)閺?qiáng)酸環(huán)境導(dǎo)致陰極產(chǎn)生的 H2O2無(wú)法與 Fe2+反應(yīng)形成羥基自由基,此時(shí)H2O2捕獲一個(gè)質(zhì)子形成H3O2+,H3O2+顯示出親電子性,會(huì)導(dǎo)致 H2O2和 Fe2+之間反應(yīng)速率變慢,影響處理效果[17].趙吉[12]研究發(fā)現(xiàn)在 pH 值 3～3.6的酸性條件下Cu2+對(duì)Fe(Ⅱ)/H2O2和Fe(Ⅲ)/H2O2體系氧化都有一定程度的促進(jìn)作用,但隨著 pH值的上升該促進(jìn)效果會(huì)迅速衰減.當(dāng)pH值從4.0繼續(xù)升高時(shí),溶液中的 Fe2+和Fe3+以氫氧化物的形式沉淀形成絮凝物,雖有一定的電凝聚作用,但大量絮凝物附著在粒子電極表面,不僅使鐵離子失去催化活性而且影響粒子電極的作用效果[18].初始pH值取4.0為宜.

圖4 不同pH值對(duì)處理效果的影響Fig.4 The effect of different pH values on treatment

2.4 電極板間距對(duì)處理效果的影響

圖5 不同電極板間距對(duì)處理效果的影響Fig.5 The effect of different electrode spacings on treatment

初始pH值為4.0?電流密度為30mA/cm2?黃銅礦顆粒電極投加量為 10g/L?處理時(shí)間為 3.0h處理400mL維尼綸廢水,考察電極板間距對(duì)處理效果的影響.

由圖5可知,當(dāng)電極板間距小于3cm時(shí),由于電極板間存在著顆粒電極,易引發(fā)電極短路影響處理效果,另外,當(dāng)電極板間距過(guò)小時(shí),粒子電極游離在兩電極之外,減弱了粒子電極的極化程度,處理效果變差.當(dāng)電極間距從3cm開(kāi)始增大的時(shí)候,電極間的電場(chǎng)力開(kāi)始減弱,傳質(zhì)阻力增大,不利于物質(zhì)傳輸?shù)诫姌O表面,同時(shí)副反應(yīng)增加,大量電能消耗于析氫?析氧等副反應(yīng)及發(fā)熱,使處理效果變差,并使成本增加.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果考慮,電極板間距取3cm為宜.

2.5 電流密度對(duì)處理效果的影響

初始pH值為4.0?電極板間距為3cm?黃銅礦顆粒電極投加量為10g/L?處理時(shí)間為3.0h處理400mL維尼綸廢水,考察電流密度對(duì)處理效果的影響.

圖6 不同電流密度對(duì)處理效果的影響Fig.6 The effect of different current densities on treatment

由圖6可知,電流密度由10mA/cm2增大到30mA/cm2,3.0h時(shí)COD的去除率由48.4%提高到93.6%;而電流密度繼續(xù)增大,廢水的COD去除率開(kāi)始下降,這是因?yàn)殡娏髅芏鹊脑龃髸?huì)使得槽內(nèi)電壓高過(guò)反應(yīng)裝置中的析氫電位和析氧電位,進(jìn)而使得裝置內(nèi)陰陽(yáng)極的反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)生氫氣和氧氣為主,由于副反應(yīng)加劇導(dǎo)致試驗(yàn)裝置的COD去除率下降.且隨著電流密度的增加,在一定的電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)電解液的溫度迅速升高,從圖6可以看到當(dāng)電流密度上升到30mA/cm2之后,試驗(yàn)裝置中的溫度有明顯的上升.這個(gè)時(shí)候試驗(yàn)裝置中的電能被電阻和其他副反應(yīng)消耗,導(dǎo)致電流效率低下,造成電能的浪費(fèi).所以考慮到處理成本,選擇電流密度為30mA/cm2為宜.

2.6 黃銅礦投加量對(duì)處理效果的影響

初始pH值為4.0?電流密度為30mA/cm2?電極板間距為 3cm?處理時(shí)間為 3.0h處理400mL維尼綸廢水,考察黃銅礦投加量對(duì)處理效果的影響.

圖7 不同黃銅礦投加量對(duì)處理效果的影響Fig.7 The effect of different concentrations of brass copper on treatment

由圖7可知,適當(dāng)增加黃銅礦投加量,增加了電極的有效面積,縮短了反應(yīng)物的遷移距離,提高了電解效率并強(qiáng)化了廢水的處理效果.但當(dāng)顆粒電極數(shù)量增加到一定程度時(shí),產(chǎn)生過(guò)多的 Fe2+與羥基自由基反應(yīng)生成 Fe3+而降低處理效果[19].黃銅礦投加量取10g/L為宜.

2.7 三維電極-電 Fenton法與常規(guī)電化學(xué)法的比較

將三維電極-電Fenton法?曝氣并加入亞鐵鹽構(gòu)成的電 Fenton法(亞鐵離子濃度為160mmol/L)、未曝氣但加入黃銅礦顆粒電極而構(gòu)成的三維電極法以及傳統(tǒng)二維電解法對(duì)維尼綸廢水中COD的去除率進(jìn)行比較.

由圖8可知,三維電極-電Fenton法的處理效果優(yōu)于電Fenton法和三維電極法,其處理效果甚至是二維電極電解法處理效果的兩倍.這是因?yàn)橄噍^于電Fenton法,它具有更高的比表面積,更好的傳質(zhì)效果;與三維電極法相比,通過(guò)產(chǎn)生羥基自由基來(lái)分解廢水中的有機(jī)物,并通過(guò)在水中曝氣來(lái)使得顆粒電極以懸浮的狀態(tài)存在于廢水中,減少了顆粒電極直接接觸主電極造成短路的情況,同時(shí)在廢水中進(jìn)行曝氣還可以增加傳質(zhì)速度,減少濃差極化對(duì)電化學(xué)氧化的影響.

圖8 不同方法對(duì)COD的去除率的影響Fig.8 The effect of different electrolysis modes on COD removal rat

2.8 裝置中H2O2含量

圖9 H2O2含量變化Fig.9 Changes of H2O2content

設(shè)置初始 pH值為 4.0?電流密度為 30mA/ cm2?電極板間距為3cm?黃銅礦顆粒電極投加量為 10g/L,同時(shí)設(shè)置三維電極空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)(以體積相同的活性炭代替黃銅礦為顆粒電極,且其在裝置中可以達(dá)到相近粒徑分布),連續(xù)運(yùn)行 3.0h檢測(cè)裝置H2O2含量的變化情況.

由圖9可知,空白對(duì)照組裝置中的H2O2含量,隨著時(shí)間不斷增長(zhǎng),說(shuō)明裝置本身?yè)碛挟a(chǎn)生Fenton體系中必要的H2O2的能力.但是在裝置實(shí)際運(yùn)行中,H2O2在體系內(nèi)的含量較少,且隨時(shí)間沒(méi)有明顯的增長(zhǎng),這是因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行過(guò)程中顆粒電極陰極區(qū)產(chǎn)生的H2O2會(huì)迅速同黃銅礦顆粒電極表面的催化劑成分發(fā)生Fenton反應(yīng),產(chǎn)生羥基自由基.所以在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,H2O2的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的H2O2的含量.

2.9 羥基自由基猝滅實(shí)驗(yàn)

甲醇是一種良好的·OH猝滅劑,在溶液中對(duì)有機(jī)物與羥基自由基的氧化反應(yīng)形成有利競(jìng)爭(zhēng).試驗(yàn)通過(guò)在電解槽中投加甲醇作為對(duì)照實(shí)驗(yàn),通過(guò)考察甲醇對(duì)廢水處理效果的影響來(lái)驗(yàn)證在反應(yīng)中起主要作用的氧化物質(zhì)是否為羥基自由基.向反應(yīng)體系中加入 0.25mol/L甲醇后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示,反應(yīng)2h后,未加甲醇的體系COD去除率達(dá)到93.6%,而加入甲醇的體系COD去除率僅為 58.7%,因此可認(rèn)為在該反應(yīng)體系中存在活性物質(zhì)為羥基自由基.

圖10 甲醇(CH3OH)對(duì)反應(yīng)的影響Fig.10 The effect of CH3OH on treatment

2.10 反應(yīng)機(jī)理初探

根據(jù)之前對(duì)裝置中Fenton試劑含量的檢測(cè),結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)中對(duì)三維電極-電Fenton體系反應(yīng)機(jī)理的研究,我們可以歸納出以下幾種體系中可能存在的反應(yīng)路徑.

首先是由體系中陰極區(qū)產(chǎn)生的H2O2同黃銅礦發(fā)生類Fenton反應(yīng).根據(jù)馮勇等[20]在研究黃鐵礦催化類Fenton催化分解H2O2時(shí)的發(fā)現(xiàn),黃鐵礦自身具有很強(qiáng)的酸性氧化特性,在與H2O與O2作用下,能產(chǎn)生大量的 Fe2+?SO2-及 H+,故部分有機(jī)物是依靠電解槽中的Fe2+與H2O2按照Haber-Weiss機(jī)理發(fā)生均相Fenton反應(yīng)進(jìn)行降解的.其公式如下:

此外根據(jù)Kwan和Volker等[21]對(duì)鐵礦物催化非均相Fenton反應(yīng)路徑地描述,黃銅礦中黃鐵礦成分吸附的H2O2與黃鐵礦表面活性點(diǎn)位≡FeⅢ發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生≡FeⅡ,≡FeⅡ與 H2O2反應(yīng)產(chǎn)生活性物質(zhì)·OH,在·OH的作用下,有機(jī)物被氧化降解.具體反應(yīng)過(guò)程可用如下方程式進(jìn)行描述.

三維電極法的效果優(yōu)于同等條件下的電Fenton處理法.說(shuō)明系統(tǒng)中除了存在 Fe2+/Fe3+互相轉(zhuǎn)換的常規(guī)Fenton反應(yīng)路徑以外,還存在其他的反應(yīng)路徑.例如黃銅礦表面存在金屬氧化物在電化學(xué)條件下同樣可以生成羥基自由基.班福忱等[22]認(rèn)為三維電極-電 Fenton降解有機(jī)物過(guò)程中,除了普通Fenton試劑反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基以外,金屬氧化物通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附的形式產(chǎn)生羥基自由基.其中物理吸附的·OH是靠H2O在陽(yáng)極表面放電形成的,其反應(yīng)式如下

而化學(xué)吸附則是依靠顆粒電極內(nèi)金屬氧化物的氧原子互相作用,自由基中的氧原子進(jìn)入金屬氧化物 MOx的晶格中,形成氧化物 MOx+1[23],其反應(yīng)式如下

3 結(jié)論

3.1 三維電極-電 Fenton法處理維尼綸廢水的

最佳運(yùn)行條件為:處理時(shí)間3.0h,pH值為4.0,極板

間距為3.0cm,電流密度為30mA/cm2,黃銅礦投加量為10g/L.在此條件下,維尼綸廢水COD去除率可達(dá)到93.6%,說(shuō)明三維電極-電Fenton法處理維尼綸廢水效果明顯.

3.2 比較對(duì)三維電極-電 Fenton法與常規(guī)電化學(xué)方法的處理效果,發(fā)現(xiàn)三維電極-電 Fenton法的COD去除率都優(yōu)于單一的三維電極電解法和電Fenton法,具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.

[1] 徐競(jìng)成,魏巧玲,鄭 濤,等.印染退漿廢水PVA處理技術(shù) [J]. 印染, 2009,35(8):50-52.

[2] 于明瑞.電催化氧化體系陽(yáng)極的制備及在維尼綸廢水處理中的應(yīng)用 [D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2009.

[3] Shimao M, Tamogami T, Kishida S, et al. The gene pvaB encodes oxidized polyvinyl alcohol hydrolase of Pseudomonas sp. strain VM15C and forms an operon with the polyvinyl alcohol dehydrogenase gene pvaA [J]. Microbiology, 2000,146(3):649-657.

[4] Ribeiro R M, Bergamasco R, Gimenes M L. Membranes synthesis study for colour removal of a textile effluent [J]. Desalination, 2002,145(1):61-63.

[5] Kim T H, Park C, Shin E B, et al. Decolorization of disperse and reactive dyes by continuous electrocoagulation process [J]. Desalination, 2002,150(2):165-175.

[6] 張 靜.三維電極法處理城市生活廢水的實(shí)驗(yàn)研究 [D]. 重慶:重慶大學(xué), 2013.

[7] 肖凱軍,王 新,銀玉容.三維電極一電 Fenton耦合法降解硝基苯廢水術(shù) [J]. 廣州:華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2010, 38(8).

[8] 胥煥巖,彭明生,劉 羽,等.礦物類Fenton反應(yīng)降解有機(jī)污染物的研究進(jìn)展 [J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào), 2009,28(4):394-400.

[9] 吳德禮,段 冬,馬魯銘.黃鐵礦燒渣催化 H2O2氧化廢水中難降解污染物 [J]. 化工學(xué)報(bào), 2010,61(4).

[10] 馮 勇,吳德禮,馬魯銘.鐵氧化物催化類Fenton反應(yīng) [J]. 化學(xué)進(jìn)展, 2013,25(7):1219-1228.

[11] 付 蓓.含銅催化劑的制備及多相芬頓法處理染料廢水 [D].鄭州:鄭州大學(xué), 2012.

[12] 趙 吉.雙金屬芬頓體系氧化水中有機(jī)物的效能與機(jī)理研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2014.

[13] Pathak A, Dastidar M G, Sreekrishnan T R. Bioleaching of heavy metals from sewage sludge: A review [J]. Journal of environmental management, 2009,90(8):2343-2353.

[14] GB11914-89 水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法 [S].

[15] HJ501-2009水質(zhì)總有機(jī)碳的測(cè)定 燃燒氧化-非分散紅外吸收法 [S].

[16] HJ/T345-2007 水質(zhì)鐵的測(cè)定 鄰菲羅啉分光光度法 [S].

[17] Han X, Xia D. Study on the treatment of phenol and formaldehyde waste water using Fenton reagent [J]. Sulphur Phosphorus & Bulk Materials Handling Related Engineering, 2004,6:25-28.

[18] 管玉琢,李亞峰,李 秒,等.活性炭纖維陰極電Fenton法處理焦化廢水 [J]. 工業(yè)用水與廢水, 2010,41(4):13-16.

[19] 石淑云,劉 暢,滕洪輝.三維雙陰極-電Fenton法處理腌制酸菜廢水的試驗(yàn)研究 [J]. 安全與環(huán)境工程, 2014,21(5):84-88.

[20] 馮 勇,吳德禮,馬魯銘.黃鐵礦催化類 Fenton反應(yīng)處理陽(yáng)離子紅X-GRL廢水 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2012,32(6):1011-1017.

[21] Kwan W P, Voelker B M. Rates of hydroxyl radical generation and organic compound oxidation in mineral-catalyzed fentonlike systems [J]. Environmental Science and Technology, 2003, 37(6):1150-1158.

[22] 班福忱,趙曉彤,武玉萍,等.三維電極/電Fenton法處理苯酚廢水機(jī)理研究 [J]. 沈陽(yáng):沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版), 2014,1: 022.

[23] 石 巖,王啟山,岳 琳.三維電極-電Fenton法去除垃圾滲濾液中有機(jī)物 [J]. 北京:北京化工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2008, 35(6):84-89.

COD of vinylon waste-water oxidizing treatment by three-dimensional-electrode electricity-fenton using brass copper grains.

TANG Zhe-ren, CHEN Quan-yuan*, DENG Dong-sheng, SHI Han-song
(Environmental Engineering and Science, Donghua University, Shanghai 201600, China). China Environmental Science, 2017,37(1)：95～101

A three-dimensional-electrode Electro-Fenton Depth coupling method was applied on industrial vinylon waste-water treatment using mosaic electrode made from brass copper. the reaction paths and mechanisms in equipment was preliminarily investigated. They were then compared with those of three-dimensional electrode method, common Electro-Fenton method and common electrolysis method. The results indicated that the removal rate of the volatile phenol COD achieved 93.6% at a electrolysis period of 3.0h, initial pH of 4.0, electrodes space of 3cm, electric current density of 30mA/cm2and brass copper dosage of 10g/L. By such experiment, the research tried to verify that a three-dimensionalelectrode Electricity-Fenton Depth coupling method using mosaic electrode made from brass copper ore works more effectively than traditional three-dimensional electrode method, common fenton method and common electrolysis method.

brass copper grain；three-dimensional-electrode；electro-fenton

X703

A

1000-6923(2017)01-0095-07

湯哲人(1991-),男,浙江寧波人,東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生,主要從事工業(yè)廢水處理方面研究.

2016-03-16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21277023)

* 責(zé)任作者, 教授, qychen@dhu.edu.cn