蘭炭廢水主要是來源于蘭炭生產(chǎn)過程中冷卻洗滌煤氣的循環(huán)水及干餾爐底部用來冷卻高溫蘭炭用的熄焦水。蘭炭廢水成分復雜,主要含有萘、蒽、醌及苯酚類物質(zhì),還含有大量環(huán)鏈有機化合物、qing化物和氨氮等。因蘭炭屬于半焦產(chǎn)品,是通過溫度在650℃左右的低溫干餾生產(chǎn),導致蘭炭廢水中含有大量未被高溫氧化的污染物,其濃度要比焦化廢水高出10倍左右,屬于典型的生物難降解有機廢水,傳統(tǒng)生化法無法降解蘭炭廢水?,F(xiàn)有的處理方法是通過加清水稀釋降低COD含量再進行生化法處理,成本昂貴且效果較差。
近年來,多種氧化技術(shù)(AOPs)被開發(fā)應用于生物難降解有機廢水中,以氧化有毒及生物難降解物質(zhì)。常用氧化技術(shù)有Fenton試劑法,濕式催化氧化法、超臨界水氧化法,光催化氧化法、聲催化氧化法、臭氧氧化法、電化學氧化法等。其中芬頓法因其效率高、易操作、費用低等優(yōu)點被廣泛應用于各種有機廢水處理中。芬頓法主要是通過雙氧水與Fe2+反應生成氧化性強的羥基自由基來氧化降解各種有機物。芬頓試劑氧化降解有機物的機理非常復雜,F(xiàn)e2++H2O2→Fe3++OH-+·OH(1)傳統(tǒng)的芬頓試劑法是向水中投加及雙氧水兩種化學原料共同作用降解有機物,雙氧水在儲運過程中具有一定危險性,大量硫酸根被帶入水中,體系產(chǎn)生大量鐵污泥,會造成二次污染,所以傳統(tǒng)芬頓法應用受到限制。本文采用不銹鋼板做陽,犧牲陽產(chǎn)生Fe2+;石墨氣體擴散電作陰,用空氣代替氧氣與電反應產(chǎn)生雙氧水,陰陽協(xié)同作用產(chǎn)生芬頓試劑降解廢水,節(jié)約成本且避免了二次污染。
電芬頓法處理廢水系統(tǒng)中,陰產(chǎn)生雙氧水的速率直接影響電芬頓法處理廢水的效果。溶解在水中的氧氣在陰上發(fā)生的反應主要由陰材料性能決定,同時受很多因素影響。電解過程中希望僅發(fā)生產(chǎn)生雙氧水的二電子反應,見式(2);但受電性能、槽電壓及廢水特性等因素影響,可能發(fā)生雙氧水分解的副反應,見式(3);還可能發(fā)生析氫反應,見式(4)。所以必須優(yōu)化電解過程的相關(guān)條件,避免副反應發(fā)生,以保持較高的廢水COD去除率。O2+2H++2e-→H2O2E0=0.67V(2)H2O2+2H++2e-→2H2OE0=1.77V(3)2H++2e-→H2E0=0V(4)電芬頓法用于處理實際高濃度有機廢水僅國外有較少報道,本研究的目的就是利用電芬頓法預處理蘭炭廢水,探索了電芬頓法處理高濃度生物難降解蘭炭廢水的機理及較佳操作條件,為解決蘭炭廢水污染問題提供新的思路。