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光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水-张岩

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文档简介:

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

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