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膜分离-电催化氧化耦合处理高含量苯酚废水的研究
膜分离-电催化氧化耦合处理高含量苯酚废水的研究
摘要：高含量苯酚废水是工业生产中常见的一种高毒废水，对环境和人体健康带来严重危害。本文采用膜分离和电催化氧化技术对高含量苯酚废水进行处理，同时探究了吸附剂和催化剂对处理效果的影响。结果表明，该方法能够有效降解苯酚，产生较少的副产物，且能够实现连续稳定运行。
关键词：苯酚废水；膜分离；电催化氧化；吸附剂；催化剂
1.引言
随着工业的发展，化工、制药、石化等领域产生的高毒、高浓度、高难度的废水成为长期困扰环境保护的问题之一。苯酚作为重要的化工原料，也是生产反应中常见的中间体，因此苯酚废水成为工业生产中常见的高毒废水。苯酚污染不仅对水生生物造成危害，而且可能导致严重的水土污染。治理苯酚废水成为环境治理中的重点难点问题之一。
目前，治理苯酚废水的方法主要包括化学法、生物法和物理法等。化学方法虽然处理效率较高，但存在产物副产生量大的缺陷。生物方法能够对苯酚进行高效降解，但需要较长时间及稳定环境条件，并且生物处理过程中可能产生臭气、噪声等环境污染。物理方法的处理效率相对较低，且存在成本高、能耗大等缺陷。
本研究采用膜分离和电催化氧化技术对高含量苯酚废水进行处理，以解决其他方法存在的缺陷。
2.实验方法
2.1实验设备和试剂
电解槽、电极、离子膜等实验设备；草酸、硫酸、草酸钾等试剂。
2.2实验步骤
首先，将高含量苯酚废水通过吸附剂进行处理，去除大部分苯酚。然后将处理后的废水通过电催化氧化技术进行进一步处理，在电解槽中装满电极和离子膜，废水作为阴阳极之间的介质进行电化学反应，实现苯酚的降解和去除。在实验中添加不同催化剂，考察不同催化剂对处理效果的影响。
3.实验结果及分析
3.1吸附剂对处理效果的影响
将高含量苯酚废水通过吸附剂活性炭进行处理，得到处理后的苯酚废水。对比处理前后的废水中苯酚浓度变化，处理后苯酚浓度大幅度降低，且吸附剂对其他有机物质的吸附效果也较好。
3.2催化剂对处理效果的影响
本试验中添加过渡金属Ti、Mn、Fe、Ni、Cu以及稀土元素Ce作为催化剂，后对比处理前后的苯酚浓度变化。实验结果显示，添加Mn可以有效提高苯酚氧化速率，并且说明Mn单独存在时具有良好的电催化氧化性能。然而，添加其他催化剂没有明显优势。
3.3膜分离-电催化氧化耦合处理工艺流程
本试验采用膜分离-电催化氧化耦合处理工艺，将高含量苯酚废水通过活性炭进行吸附处理后，得到处理后的苯酚废水，随后将其通过电催化氧化的设备进行进一步处理，最终得到处理后的废水。
4.结论
本研究采用膜分离和电催化氧化技术对高含量苯酚废水进行处理，同时探究了吸附剂和催化剂对处理效果的影响。试验结果表明，该方法能够有效降解苯酚，产生较少的副产物，且能够实现连续稳定运行。因此，该方法具有较好的应用前景。