创新学分：电_Fenton法处理苯酚废水实验研究.doc

电-Fenton 法处理苯酚废水实验研究 摘要：电—Fenton 法在处理难降解有机废水方面具有独特的优势，现已成为水处理领域研究的热点之一。采用自制电—Fenton 处理装置，设计正交实验，对苯酚废水进行处理。以 BOD5、COD、TOC 等水质指标综合评价废水的处理效果，并分析处理后废水的可生化性。用高效液相色谱仪分析了苯酚电—Fenton 氧化的中间产物，推测苯酚的降解途径。结合电—Fenton 氧化机理和有机分子的结构特点，对苯酚的电—Fenton 氧化降解机理做了初步地研究。 在探讨处理废水的可生化性时，采用 BOD5/COD 比值法（B/C）进行分析。在用高效液相色谱仪分析苯酚废水处理过程中产生的中间产物时，用保留时间作为定性依据，并用标准加入法对样品进行确认，从而确定苯酚电—Fenton 氧化降解的中间产物，推测苯酚的氧化降解途径。 在一定条件下，苯酚废水经过电—Fenton 处理后，BOD5值升高了 45.1%，COD 去除率达到了 87.2%，TOC 值降低了 80.3%。同时苯酚废水在处理过程中可生化性不断增强，BOD5/COD 比值达到 0.68，比最初提高了 11.3 倍，因此，电—Fenton 法处理苯酚废水作为生化处理前预处理具有可行性。 实验发现，苯酚电—Fenton 氧化降解的中间产物（按高效液相色谱图中保留时间的先后顺序）为：顺丁烯二酸（tR=1.316min）、对苯二酚（tR=1.702min）、对苯醌（tR=2.196min）。推断出苯酚电—Fenton 氧化降解途径为：苯酚 → 对苯二酚 → 对苯醌 → 顺丁烯二酸 → 二氧化碳 + 水。 通过本文的研究，可以认为在适当条件下电—Fenton法处理苯酚废水作为生化处理前预处理具有可行性。苯酚废水电—Fenton氧化降解途径和机理的探讨，预期可以对电—Fenton法处理含酚类废水和其它难降解废水方面提供一些理论依据。 关键词：苯酚废水；电—Fenton 法；可生化性；降解机理 第一章 综 述 1.1 引言 20 世纪中叶以来，随着合成化学工业飞速发展，大量自然界本不存在的有机化合物被发明和生产出来，人工合成的有机物种类和数量与日俱增。1880 年，人们知道的有机物不过 1.2 万种，到 1978 年剧增至 500 万种，目前已知的有机物种类约为 700 多万种，并仍以每年数以千计的速率上升。由于生物圈的本身特性不能使某些有机物有效降解，因此他们又被称为难降解有机物。 由于难降解有机化合物不易被微生物所降解，它们排放到水体等自然环境中后不易通过天然的生物自净作用而逐渐减少。因此，它们会在水体等自然介质中不断累积，然后通过食物链进入生物体并逐渐富集，最后进入人体，危害人体健康。据统计，全世界 80%的疾病与水污染有关，水体中大量污染物严重威胁着人类的健康。虽然已有不少物理、化学与生物原理的水处理技术应用于有机工业的废水处理，但对于一些有毒、有害、难生化降解的有机废水，如制药、农药、橡胶、造纸和印染等废水的处理至今仍缺少经济而有效的处理技术。 因此，对于难降解有机物的控制，已经成为水污染控制领域面临的新挑战。难降解有机污染物废水的处理已成为了环境科学研究的热点之一，同时也是国民经济可持续发展亟待解决的问题之一。 在众多难降解有机污染物中，苯酚是其中一种常见的高毒性难降解有机物。苯酚是一种很重要的有机合成原料，主要用于合成材料、炸药、肥料、油漆、橡胶、石棉制品、石油、皮革、纺织、树脂、玩具等工业。这些部门产生的苯酚废水是环境中苯酚污染的主要来源。苯酚废水来源广、数量多、危害大，若不经处理任意排放会对人体，水体、鱼类以及农作物带来严重危害。苯酚若进入人体，会引起蛋白质变性和凝固；水中苯酚含量大于 10mg/L，鱼类等水生生物不能生存；苯酚含量大于 100mg/L 的废水若用于灌溉必然会引起农作物的减产或枯死。工业含苯酚废水的大量排放给环境带来了严重的污染，有害于人类健康及生物的生长繁殖，并且影响经济的可持续性发展。因此，它是美国国家环保局列出的 129 种优先控制污染物之一，在我国水污染控制中也被列为重点解决的有害废水之一。根据国家环保部门的有关规定，工作场所的苯酚最高允许质量浓度为5×10-6μg/L，饮用水为 2μg/L，地面水为 0.1mg/L。因此，大力开展苯酚废水的治理研究，不断改进苯酚废水的处理技术，是保护环境和造福人类的重要任务。 随着工业的不断发展，苯酚废水的排放量也在逐年增加，在环境污染治理中仅靠传统的污染防治技术和手段，已远远不能满足伴随着人类科技进步带来的污染物产生的速度和人类对生存环境质量的要求，必须使现有的技术不断改进或另辟新的途径