_H_2O_2-电化学氧化法联合处理合成橡胶废水的试验研究

第24卷第3期2010年5月甘肃联合大学学报(自然科学版)JournalofGansuLianheUniversity(NaturalSciences)Vol.24No.3May2010收稿日期:2010-03-10.作者简介:王建中(1957-),男,甘肃景泰人,西北师范大学副教授,硕导,主要从事环境化学、水污染控制工程研究.文章编号:1672-691X(2010)03-0058-04H2O2-电化学氧化法联合处理合成橡胶废水的试验研究王建中,张萍,王春丽,孙浩(西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070)摘要:采用H2O2和电化学氧化相结合的方法,以简单碳棒为电极,对某橡胶厂废水进行催化氧化处理.结果表明:对COD为769mg/L、TOC为826mg/L的橡胶废水,经过1:6稀释后,单纯用H2O2氧化处理,在100mL废水中,加入1.5mL或更多的H2O2,在90分钟以后,COD和TOC的最大去除率分别不超过27%和14.5%;单纯用电化学方法进行处理,在电压达到5.5V以上后,电解90分钟或更长时间,COD和TOC的去除率也不超过45.0%和25.0%;但在电解池内加入H2O2后,再进行电化学氧化,反应速度明显加快,效果也得到较大改善.在90分钟时COD去除率可达83.6%,TOC的去除率可达59.7%.关键词:橡胶废水;H2O2氧化;电化学氧化;协同与催化中图分类号:X783.3文献标识码:A合成橡胶废水的最大特点是有机物含量高,可生化性差[1,2].我们研究的某橡胶厂废水,虽然是经混凝、絮凝、沉淀、气浮等先期处理后的排水,但用标准的重铬酸钾法测定,其COD值仍高达769mg/L,用总有机碳分析仪测定,TOC值接近10000mg/L.在前期的研究工作中已发现,该橡胶厂的废水COD值远不止769mg/L,这是因为在这种橡胶废水中,成份特别复杂,有重铬酸钾无法氧化的物质如一些低分子聚合物、苯的有些同系物、凝聚剂、阻聚剂等.正因为如此,对橡胶废水的可生化性前处理,一直是近年研究的热点[3～6].本试验研究在对橡胶厂原水进行稀释后,用H2O2-电化学氧化法进行联合处理,不仅可提高其可生化性,而且对COD和TOC均由有较高的去除率.1实验1.1实验用水实验用废水来自某橡胶厂一级处理的出水,一级处理的流程如图1,实验用水水质列于表1.图1橡胶厂废水一级处理流程图表1中TOC(总有机碳)值是TC(总碳)和IC(无机碳)的差值.表1实验用水水质COD(mg/L)TC(mg/L)IC(mg/L)TOC(mg/L)BOD5(mg/L)pH769.010200.2824.49375.82866.21.2仪器和药品仪器:TOC测定仪(TOC-VE),COD快速测定仪(XH9004B),酸度计(MettlerToledo320pHMeter),紫外-可见分光光度计(A),恒温磁力搅拌器(HB17301SC),自制电解池.药品:30%过氧化氢,邻苯二甲酸氢钾,氢氧化钠,浓硫酸,硫酸钠.1.3电化学氧化实验装置实验装置如图2所示.整个系统由直流稳压直流电源、恒温磁力搅拌器及附件等组成,电解槽为有机玻璃容器,电极为碳棒,电极间距离1cm,硫酸钠为支持电解质,电解液体积为100mL.图2电化学处理橡胶废水实验装置DOI:10.13804/j.cnki.2095-6991.2010.03.0161.4实验条件和方法本试验主要研究三个问题,一是用H2O2直接氧化橡胶废水,筛选出有效、经济的H2O2用量;二是在支持电解质浓度为20g/L的条件下[7],用碳棒作电极,直接电解橡胶废水,筛选出最佳的电解电压;三是在已确定的电压下,在橡胶废水中加入H2O2然后电解,并将结果与单纯H2O2氧化和单纯电解的结果进行比较.在三个实验过程中,都将由工厂采集的原橡胶废水按1:6的比例稀释后作为实验用水,废水总量为100mL.实验的测定项目是不同时间溶液体系的COD和TOC的去除率.COD的测定用COD快速测定仪完成,TOC的测定用总有机碳分析仪进行.2结果与讨论2.1H2O2氧化法处理橡胶废水H2O2具有较强的氧化性.一般而言,要用H2O2氧化含有各种有机物的废水,H2O2的用量越大,其效果应该越明显.但在我们的实验中,结果却不是这样.在100mL的橡胶废水中,分别加入不同量的H2O2,在室温下搅拌足够长的时间(90min),在体系中的H2O2已消耗殆尽时,测定橡胶废水的COD和TOC去除率,所得结果列于表2.表2H2O2投加量对橡胶废水COD和TOC的去除率投加量COD去除率(%)TOC去除率(%)0.512.67.31.017.79.81.525.813.82.026.514.32.527.014.5由表2看到,在较低浓度下,即H2O2投加量在从0.5mL增加