早在 20 世紀 40 年代國外就有人提出利用電化學方法處理廢水,但因電力缺乏和成本較高發展緩慢.自 20 世紀 80 年代以來,隨著人們對環境科學認識的不斷深入和對環保要求的日益提高,電化學氧化法因具有其他處理方法難以比擬的優越性而引起廣大環保工作者的興趣.[33]Demmin等[34]以可溶性鐵或鋁為陽極,研究了地毯印染廢水電化學處理,BOD 和 COD 去除率分別達 50%和 70%, 色度去除率>90%.Kennedy[35]指出電化學方法對印染廢水的脫色非常有效,當電化學反應器中廢水主流區 Fe2+質量濃度為 200~500 mg/L時,色度去除率為 90%~98%,COD 和 BOD 去除率分別為 50%和 70%.但采用這種可溶性的電極氧化法電極消耗過大,故新型電極的開發就成為關注的熱點之一.賈金平[36]等利用活性炭纖維與鐵的復合電極降解多種模擬印染廢水,取得了較好的結果.雷陽明等[37]以PbO2/Ti為陽極,處理模擬印染廢水,色度和 COD 去除率最高可達 99.5%和 78.6%.
因電化學過程比較復雜,其中產生的·OH 缺少必要的分析測試手段,大多數反應機理缺乏活性物種的鑒定,對污染物去除機理和反應途徑尚停留在設想、推理階段,缺乏有效的試驗基礎.因此,需加強新型電化學機理的創新,使電化學處理技術發生質的飛躍,如三維向多維的發展;加強電化學技術與其他物理、化學、生物等領域之間的結合.電化學技術電極消耗過多,反應物濃度不高時處理時間長、電流效率低,因此,在電極結構、新型電極、新型電化學反應器等方面有待于進一步研究提高.
6 Fenton試劑氧化技術
1984年,法國人Fenton發現采用Fe2+/H2O2體系能強烈地促進蘋果酸的氧化,為紀念他,將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑.典型的Fenton試劑是由 Fe2+催化 H2O2分解產生·OH,·OH 具有強的氧化性,且無選擇性,能氧化打破有機高分子共軛體系結構,使難降解染料有機物降解成無色的有機小分子物.
Shyh Fang等[38]利用 Fenton 試劑處理染料廢水,色度比 COD 易去除,脫色率達 95%以上.Kuo 等[39]用Fenton 試劑處理偶氮、蒽醌、酞菁和次甲基等染料廢水,最佳條件是 pH<3,平均色度去除率大于 97%,COD平均去除率約 90%,溫度對去除速率有很大影響,溫度越低,速率越慢.李紹峰[40]利用 Fenton 試劑對活性艷紅X-3B 等 5 種染料所配水樣進行處理、陳芳艷等[41]利用 Fenton 試劑對某染襪廠含陽離子染料的印染廢水進行了處理,均取得了較好效果.
Fenton 氧化技術反應條件溫和、對設備要求低、操作工藝簡單、COD 和色度去除率較高,能氧化絕大部分可溶性染料,是一種有潛力的染料廢水處理技術.但在處理高濃度污染物時雙氧水用量大,處理成本高;Fenton 反應適用 pH 范圍小,必須在 pH<3 進行;光助Fenton 法使用的大多是紫外光,能耗高,且對高濃度、高色度、透光性差的廢水作用有限;Fenton 試劑屬均相催化體系,需進行后續處理以回收催化劑,回收成本高、流程復雜,易引起二次污染.這些問題尚待研究解決.
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