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三维电解-芬顿氧化联用技术处理含铬染色废水

在金属加工、表面处理、电镀、制革等工业中一系列染色

处理睬产生大量染色废水，这类废水含有大量表面活性剂、染料等物

质，普遍具有高COD和高色度。另外由于含重金属类染料的广泛使用，

使得该类废水中含有大量重金属污染物，其中以铬最具毒性，也最难

处理。铬属于国家环保标准中第一类污染物，需严格掌握，假如处理

不当直接排入水体会对生态环境造成破坏，危害人体健康。含铬染色

废水中铬的存在形式一般有Cr(VI)和Cr(III)两种，相对Cr(III)而

言，Cr(VI)具有强氧化性，且毒性是Cr(III)的100倍。GB21900-2022

《电镀污染物排放标准》中表3规定的工业污水排放限值要求Cr6+

的最高允许排放浓度为0.1mg·L-1和总铬0.5mg·L-1，对电镀企业

铬排放监控严格。此外，色度作为水质检测中一项常规指标，往往代

表着水体中含有特定污染物，简洁的脱色方法并不能使络合态的含铬

染料分子物质分别。因此，处理含铬染色废水技术的讨论与开发尤为

重要。

三维电解技术是基于传统的平板二维电极，增加粒子电极，使

电解槽的面体比增加，提高处理力量。该技术工艺凭借环境友好型，

应用于预处理高浓度难降解有机废水，目前在处理各类染色废水中也

已有一些胜利的应用。络合态的染料分子在电极电荷以及在电极产生

的具有很高的化学活性新生态H+作用下，使其粒子表面电荷、电位

转变，发生氧化还原反应，分子失稳。铁碳粒子电极释放出的Fe2+

经中和及曝气后生成优良的胶体絮凝剂Fe(OH)3使染料分子颗粒产

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生絮凝、沉淀，达到废水脱色效果。与传统物化学法相比，三维电解

技术效率高、成本低、设备简洁、易操作，已成为近几年来废水处理

的讨论热点。

芬顿氧化法是通过添加适量Fe2+与H2O2，酸性环境下H2O2与

Fe2+反应生成强氧化力量的·OH和OH-，将难降解的有机物氧化分解，

发色基团和助色基团不饱和结构破坏，以达到脱色的目的，另一方面

利用Fe(OH)3胶体絮凝作用吸附有机分子，使其通过沉淀去除。相比

一般氧化法处理成本和效率上有了很大的提高，同时，芬顿反应可与

其他处理工艺相结合，提高处理效率且能够降低处理成本。

本讨论尝试将三维电解-芬顿氧化联用处理含铬染色废水，为

有效降解染色废水供应新的处理途径。

1、材料与方法

1.1试验材料及仪器

供试废液样品取自广东省东莞市某PCB厂阳极氧化表面处理

生产线的含铬染色废水：COD为4521mg·L-1，pH值为6.85，电导率

为228μs·cm-1，总铬浓度为24.21mg·L-1，Cr6+浓度为5.71mg·L-1。

所需试剂及溶剂为本地供应商供应，均为分析纯;E3620A试验

室用两路输出电源;pH值采纳酸度计测定，电导率采纳电导率测定仪

测定，色度参考张莘民提出方法用紫外分光光度计测定，总铬浓度采

纳原子汲取分光光度计测定，Cr6+浓度用紫外分光光度计测定。

1.2试验方法

三维电解装置如图1所示，该反应器以石墨板为阴阳极，内部

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充填铁碳颗粒，作为第三粒子电极。该反应器底部采纳空气曝气。

1.3数据处理与分析

脱色率根据以下公式计算：

式中：A0为反应前溶液吸光度，A为反应后溶液吸光度。

总铬去除率根据以下公式计算：

式中：C为反应结束后溶液总铬的浓度，C0为反应前溶液总铬

的浓度。

采纳MicrosoftExcel软件进行统计分析，Origin8.5.1软件

作图。

2、结果与争论

2.1三维电解处理方案

2.1.1电压对脱色及总铬去除效果的影响

在不同的电压条件下(10V、20V、30V、40V、50V)对废液样品