电Fenton法预处理CTMP废水

电一Fenton法预处理CTMP废水半胡志军李友明陈元彩雷利荣袁号郭滂黎章飞(华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心，广州，510640)摘要：采用电生成Fenton法预处理CTMP废水，主要考察了pH、电流密度、反应时间和温度对废水色度和COD。，去除率的影响，并初步探讨了电芬顿试剂的作用机理。通过实验得到最佳反应条件：极板间距lOcm、曝气、pH=5、电流密度80A／m2和反应时间60rain，最佳条件下脱色率达90％以上，CODc，去除率50％E2-1：。关键词：电Fenton法；脱色；CTMP废液中图分类号：x793文献标识码：A文章编号：1671—4571【2006)06-0120434电化学方法作为“环境友好”的废水处理技术正日益受到人们的关注。电生成Fenton试剂是Fe“和H：O：的结合产物，H。O：在Fe2+催化下产生·OH。·OH有着很高的氧化电位(2．8V)，极强的氧化能力，对于有机物降解和脱色卓有成效，COD去除率高，而自身还原为水，不产生有毒有害物质⋯。一般的Fenton法的弊端是需要外加H：O：，H：O：的价格限制它在实际中的应用，而在电化学反应中直接生成H：O：和Fe“，则可有效地解决这一难题，从而大大地降低废水处理成本，使Fenton法能付之于实际应用。随着制浆造纸工业的发展和人们对环境的日益关注，化学机械法制浆(简称化机浆)技术，化学热磨机械浆(CTMP)已成为当今制浆造纸工业发展的重要趋势之一嵋·。化学机械法制浆具有纸浆得率高、强度好、磨浆能耗低、废水污染少等特点。但由于它所排放的废水仍含有多种有毒化学物质，而且CODQ和BOD，都很高，其废水污染问题仍不可忽视，为此，对于其废水污染特性及其处理技术的研究具有重要的意义。桉木CTMP制浆废液浓度高、颜色深、成分复杂，难以处理¨1。本试验用电生成Fenton法处理CTMP废液，主要考察了曝气、pH值、电流密度和温度等对废水色度和COD。。去除率的影响。1实验1．1CTMP废水的制取以蓝桉和马尾松(45：55)混合，经制浆造纸工程国家重点实验室引进的奥地利AndritzSpoutBau—er公司12／ICP型中试设备制得废液。工艺条件：液比1：4，NaOH4％，Na2SO，4％，磨浆条件：温度1300C，电流控制在15～20kW，压力0．2MPa，原料在蒸煮管内滞留时间14～15min(加完料后算起)，加料时间5min。废水水质指标：pH值12．0，COD。，为20200mg／L，BOD5为4700mg／L，色度22700C．U．，BOD5／CODc，=0．23，电导率25600}Jl,S／／am，SS1844mg／L。1．2实验方法电解槽以经过表面处理的平板铁为阳极，多孔碳电极为阴极，极板间装有电催化专用材料。阴极通以空气，使体系处于膨化状态，让有机污染物在三维场中进行自由基反应。通电时，阴阳极上进行相同电化当量的电化学反应，阳极的Feo_Fe“和阴极的O：一H：O：反应均为二电子反应，因此相同时间内在反应器内将生成相同摩尔数的Fe2+和H：O：，从而使得随后进行的Fenton试剂反应得以实现。进水槽调节废液pH到指定值，经流量泵按一定流速泵入电解槽，控制反应时间，TPR稳流稳压电源供给需要的电流和电压，控制电流密度；出水槽调pH值混凝，上清液取样测COD。，和色度。1．3分析方法COD。，采用重铬酸钾法测定；pH采用pHs一3C型精密酸度计测定；色度按CPPA标准法”1465nm下用紫外分光光度计测定，调pH=7．60-I-0．05。作者简介：胡志军，男，博士研究生，主要从事造纸清洁生产与污染控制方向的研究。·基金项目广州市科技局企业难题招标项目(GK040311))和学生研究计划一复合三维电极脱色技术资助。120《造纸科学与技术》2006年第25卷第6期阳撇图1电生成Fenton的废水处理流程图2实验结果与讨论2．1曝气的影响曝气对反应体系的搅拌，强化了传质作用，加快反应速度；同时增加了溶解氧，有利于在阴极电还原生成H：0：。实验在室温、pH=4、电流密度100A／m2和极板间距10cm条件下进行，比较是否在阴极鼓入空气对脱色率的影响。100908070透60壮50墨40302010lO2U30405060时间／rain图2曝气对色度去除率的影响由图2可以看出，曝气比未曝气的脱色率显著要高且脱色迅速。曝气条件下40rain内脱色率快速增长，40rain后脱色率缓慢增加。充足的氧气可以在阴极还原得到H：O：，和体系产生的Fe2+构成Fenton有机污染物被有效降解。O：在溶液中的电极反应，碱性溶液易发生四电子还原反应旧1：02+2H20+4e-*40H—Eo=0．401V(1)酸性溶液中，0，易发生二电子还原反应生成过氧化氢：02+2H+