电化学氧化法处理高盐分医药中间体废水的研究

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制药企业在生产过程中会产生大量有机废水,这些废水化学成分复杂、含盐量高、有机物浓度高且难以生物降解。基于这类废水COD含量高且含有大量盐类,考虑使用电化学氧化法对其进行处理。本论文主要对阳极材料研制、电化学氧化法预处理医药中间体实际废水、活性氯的生成机理及废水中主要污染物的降解机理进行了研究。电化学氧化效率与有机物在电极上发生的氧化反应和电极选择性有直接关系,通过对阳极材料的研究表明,不同阳极材料的表面形态、析氯电位、析氧电位有较大差异。采用刷涂热解法制备的掺杂TiO2的Ti/RuO2阳极,具有较低的析氯电位和较长寿命。采用刷涂热解、阳极沉积法制备的Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极和采用阴极沉积、阳极氧化和热解法制备的Ti/SnO2纳米阳极具有高的析氧电位和良好的催化性能。通过Ti/RuO2阳极、Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2阳极和Ti/SnO2纳米阳极处理高盐分医药中间体废水的比较发现,采用Ti/RuO2阳极可以有效地去除水中的有机污染物,NH3-N和色度等,电流密度为57.12mA·cm-2,pH为9时,电化学氧化120min,COD、NH3-N和色度去除率分别达到了71.3%、96.74%和95%。氯离子对于有机物的间接电化学氧化起到媒介的作用,在氯离子存在下,Ti/RuO2阳极表面以发生间接电化学氧化为主。NaCl浓度1mol·L-1,28.56mA·cm-2的电流密度下,120min后,活性氯浓度达到18347mg·L-1。当NaCl浓度为2mol·L-1,pH为9时,生成活性氯浓度最大。通过对医药中间体废水中的主要污染物循环伏安谱图的解析可得,NH4Cl在电极表面以间接氧化为主。碱性条件下,NH4Cl转化为NH3·H2O,NH3·H2O在电极上可被直接氧化生成N2析出,其它三种有机物在电极上均以间接氧化为主。
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