光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水-张岩

第35卷第5期2016年5月环境化学ENVIＲONMENTALCHEMISTＲYVol．35，No．5May20162015年12月1日收稿(Ｒeceived:December1，2015)．*国家自然科学基金(21007033)资助．SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(21007033)．＊＊通讯联系人，Tel:+8653188362802，E-mail:mmgao@sdu．edu．cnCorrespondingauthor，Tel:+8653188362802，E-mail:mmgao@sdu．edu．cnDOI:10．7524/j．issn．0254－6108．2016．05．2015120106张岩，高明明，王新华，等．光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水［J］．环境化学，2016，35(5):893-900ZHANGYan，GAOMingming，WANGXinhua，etal．Photo-electro-Fentondegradationoftetracyclinebasedonrotatingdiskelectrode［J］．EnvironmentalChemistry，2016，35(5):893-900光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水*张岩高明明＊＊王新华王曙光刘瑞婷(山东大学环境科学与工程学院，济南，250100)摘要本实验中，我们开发了一种耦合紫外光催化和转盘技术的电Fenton反应器用于降解含有四环素的有机废水．在该反应器中，O2首先在旋转的石墨阴极表面发生还原反应生成H2O2，随后H2O2被催化分解成活性自由基来降解矿化有机物．实验中了考察了pH，阴极电压，转速等实验条件对系统生成H2O2能力的影响．结果表明，在pH=3，阴极电压－0．8Vvs．SCE，转速为400r·min－1条件下，经过75min反应H2O2的积累浓度有最大值(51．5mg·L－1)．实验证明该系统对四环素有较好的降解和矿化效果．以1．0mmol·L－1的Fe2+作为催化剂，紫外/电Fenton耦合转盘系统可以在45min内将初始浓度50mg·L－1四环素降解94．2%且90min时TOC的去除率为68．2%．紫外/电Fenton处理效果明显优于电Fenton系统．进一步实验分析发现，紫外线的引入可以通过两种途径来提升电Fenton的处理效果．一方面紫外光可以促进Fe3+还原成Fe2+，加速体系铁离子循环，从而提升电Fenton的处理效果;另一方面还可以通过直接激发H2O2分解成活性自由基加速降解四环素．关键词光电Fenton，转盘技术，四环素，铁循环．Photo-electro-FentondegradationoftetracyclinebasedonrotatingdiskelectrodeZHANGYanGAOMingming＊＊WANGXinhuaWANGShuguangLIUＲuiting(Schoolofenvironmentalscienceandengineering，ShandongUniversity，Jinan，250100，China)Abstract:Inthisstudy，anelectro-Fentonreactorcouplingultravioletlightandrotatingdisktechnologywasdesignedforthedegradationofwastewatercontainingtetracycline．Inthisreactor，H2O2wasgeneratedinsitufromthereductionreactionofO2intherotatinggraphitecathode，andthentheH2O2isdecomposedintoactivefreeradicalstodegradationofrecalcitrantorganicpollutants．TheeffectsofpH，voltage，androtatingspeedonhydrogenperoxidegenerationwereinvestigated，andthemaximumconcentrationofH2O2reached51．5mg·L－1within75minatpH3，rotationspeedof400r·min－1andapotentialof－0．8Vvs．SCE．Thephoto-electro-Fentonsystemshowedexcellentabilityfordegradingorganicpollutantscomparedtotheelectro-Fentonsys