电化学高级氧化技术及其水处理应用

第29卷第7期2015年7月化工时刊ChemicalIndustryTimesVo1．29，No．7July．7．2015doi：10．16597／j．cnki．issn．1002—154x．2015．07．013电化学高级氧化技术及其水处理应用葛九敢何小波李国儒刘晶(安徽国星生物化学有限公司，安徽马鞍山243100；北京化工大学常州先进材料研究院，江苏常州213164)摘要电化学高级氧化可以去除一系列有机污染物，是一种极具应用前景的新型水处理技术。本文介绍了电化学高级氧化技术处理废水的研究进展，重点讨论了废水中难降解的酚类化合物、脂肪酸以及全氟有机物的电化学高级氧化去除。最后总结了电化学高级氧化技术发展过程中遇到的主要挑战，并展望了将来的发展方向。关键词电化学高级氧化技术水处理酚类化合物脂肪酸全氟有机物ElectrochemicalAdvancedOxidationProcessandItsApplicationinWaterTreatmentGeJiuganHeXiaoboLiGuoruLiuJing(AnhuiGuoxinBiochemistryCo．LTD．，AnhuiMaanshan243100；ChangzhouInstituteofAdvancedMaterials，BeijingUniversityofChemicalTechnology，JiangsuChangzhou213164)AbstractElectrochemicaladvancedoxidationprocess(EAOP)isanoveltechnologyforwatertreatment，whichcanbeutilizedtoeliminateawide—rangeoforganiccontaminants．Thedevelopmentofthewastewatertreat—menthyEAOPwasreviewed。Theetiminationofphenots．a[iphatleacidandperfluorinatedorganiccompoundsinwastewater，werediscussed．Finally，thekeychaHengesduringthedevelopmentsofEAOPandfuturedirectionsofEAOPwassummarized．KeywordsElectrochemicaladvancedoxidationprocessWatertreatmentPhenolsAliphaticacidPemu．orinatedorganiccompound电化学高级氧化技术(ElectrochemicalAdvancedOxidationProcess，EAOP)是一种通过电极反应去除废水中污染物的技术，其主要涉及阳极氧化水生成羟基自由基过程以及直接电子转移(DET)过程，如反应(1)和(2)所示¨“。0一伽+日+e一(1)P(P‘)+e一(2)反应(2)中P代表污染物。目前，电化学高级氧化主要采用掺杂SnO2，PbO或掺杂PbO2¨，硼掺杂金刚石(BDD)[is-19]，以及掺杂TiO等作为电极材料。在不需要添加任何化学试剂的条件下，就可以通过这些电极氧化水直接产生羟基自由基或通过DET反应或混合电子转移反应将废水中的污染物有效地进行去除。因此，电化学高级氧化过程已经逐步应用于废水处理，特别是对废水中的酚类化合物、全氟有机物以及含氯有机物等难降解的有机污染物能有效地降解，是一种处理难降解废水非常有前景的新技术。电化学高级氧化技术的水处理应用大量研究表明，电化学高级氧化对处理废水中难降解的酚类化合物、脂肪酸和全氟有机物具有很好的收稿日期：2015一O1—28作者简介：葛九敢(1968～)，男，工程师(副总经理)，主要从事环保新材料及新技术研究；通讯作者：何小波(1983～)．男，工程师，博士，主要从事工业催化及新材料应。—--——40---——葛九敢等电化学高级氧化技术及其水处理应用2015．Vo1．29，No．7■墨圃去除效果。下面主要论述电化学高级氧化技术去除这些难降解化合物的研究进展。1．1酚类化合物作为一大类有机污染物，酚类化合物广泛存在于炼油、杀虫剂、除草剂、染料、纺织、制药、造纸、塑料、清洁剂等行业的生产废水中。传统的处理技术很难有效去除这些有毒且难降解的化合物。目前，电化学高级氧化技术对废水中酚类化合物的去除主要集中在氯代酚类化合物’引，对位取代酚类化合物(P—x，其中P代表苯酚，X为OCH，、NO：、CH3．等对位取代基)以及多取代酚类化合物。等。研究表明，电极上酚类化合物的氧化存在三个平行反应路径。第一个反应路径是由DET反应引发形成聚合物的过程(图I，路径1)。当电势小于形成