利用电化学方法产生芬顿试剂的探讨与建议

第l9卷增刊第1期2006年7月江苏环境科技Vo1．19supp．1JiangsuEnvironmentalScienceandTechnologyJu1．2006利用电化学方法产生芬顿试剂的探讨与建议卢亮，赵若尘，肖华s(1．河北工程大学城市建设学院，河北邯郸056038；2．南京市城市排水盐测站，江苏南京21003：3．中国科学院生态环境研究中心，北京100085)摘要：利用电化学法产生Fe和H2O2作为芬顿试剂的持续来源，两者生成后立即生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物氧化成C02和H2O。在此，详细阐述了各种电芬顿法的运行机理及其影响因素，简要介绍了电芬顿法在国内外的研究现状，并对其今后的发展趋势进行了展望。关键词：电芬顿法；羟基自由基；过氧化氢；废水处理中图分类号：X7文献标识码：A文章编号：1004—8642{20061S1-0102-03PresentSituationandDevelopmentofStudyonElectro-FentonProcessLULiang；ZHAORUO—chen：XIAOHuaAbstract：Studyofelectro-Fentonprocesshasattractedagreatdealofattention．FerrousionandhydrogenperoxideproducedbyelectrochemicalprocessaretakenasthecontinuoussourceofFentonSreagent．Ferousionreactswithhydrogenperoxide，formingactivehydroxylradica1．r}lepapersimplyintroducedthecurentsituationofElectro—Fentonresearchathomeandabroad，anddiscussedworkingmechanismsandinfluencingfactorsofva~ouselectro—Fentonprocessesindetail．Finally，thedevelopmenttrendsofthistechnologywereexpected．Keywords：Electro—FentonProcess；Hydroxylradical；Hydrogenperoxide：Wastewatertreatment0引言芬顿试剂(亚铁盐+过氧化氢)是废水处理中一种有效去除难降解有机物的化学药剂。其废水处理机理是H0在Fe的催化作用下生成具有极高氧化电位(2．8V)的羟基自由基(·OH)，而·OH能与难降解有机物进行化学反应，使得有机物分解成为易降解的低分子钨讥物或小分子物质。传统的芬顿试剂法处理废水过程中，一般需要直接加入Fe和H0药剂，处理成本较高；而且投加到反应器中的H0易分解为水和氧气，过程中自白浪费了氧化剂：还有药剂在反应前加入．导致初期·OH的大量快速产生，有机物的降解速率快，随着反应过程的持续，·OH的产量大幅降低，有机物的降解速率快速降低，使得整个过程中速度无法掌控。另外，反应过程中产生大量~Fe(OH)污泥，也需要进一步的处理。为解决传统芬顿法中的上述问题，国内外众多学者尝试利用电化学法产生的Fe+和HO作为芬顿试剂的持续来源。这种方法受到了极大的关注，且在收稿日期：20o6一O2—21作者简介：卢亮(1978-)，男，江西高安人，讲师，硕士研究生，专业研究方向：水污染控制，欧美国家得到了实际的使用。下面主要叙述了电芬顿法的分类和工作机理。1电芬顿法的分类及其基本原理1．1电芬顿一H2O2法HO由O在阴极还原产生，Fe由外界加入。电解槽内的电极反应机制【l1，如图1所示。在电解池的阴图1电芬顿一H2o2法电极反应机制极(氧扩散阴极)上曝氧气或空气，O在阴极上发生二电子还原反应(在酸性条件下)生成H2()，H2()与加入的Fez+发生芬顿反应生成·OH，同时得到被氧化的Fe，Fe在阴极上被还原为Fe，Fe+又与阴极上生成的HO发生芬顿反应，这样形成一个循环。另外，还有部分有机物直接在阳极上被氧化成一些中间产物，如CO和HO。该法不用加H0，有机物降解彻底，维普资讯http://www.cqvip.com第l9卷增刊第l期卢亮等利用电化学方法产生芬顿试剂的探讨与建议103不易产生中间毒害物。缺点是由于目前所用的阴极材料多是石墨、炭棒或活性炭纤维，这些材料在酸性溶液中电流效率低，H：O：产量不高_21。1．2电芬顿一铁氧化法Fez由单质铁在阳极氧化产生，H：O：由外界加入。电解槽通电时，铁阳极失去两个电子被氧化成Fe，Fez+与加入的H20：发生芬顿反应生成·OH。在该体系中导致有机物降解的因素除了·OH之外，还