电Fenton法是一种在传统Fenton方法基础上发展起来的废水处理新方法,近年来受到国内外的极大关注。本课题利用电化学方法生成Fenton试剂,采用自制的三维电极反应器,利用活性炭纤维阴极电Fenton法对苯酚废水进行处理,系统地研究了该法去除苯酚废水的工艺条件及作用机理,考察了水样中苯酚的去除规律,为活性炭纤维阴极电Fenton法处理难降解有机废水提供技术依据。本课题的研究内容包括:①活性炭纤维阴极电Fenton法中反应器电极材料的选择;②活性炭纤维阴极电Fenton法处理苯酚废水单因素影响、正交试验研究和反应动力学研究;③活性炭纤维阴极电Fenton法中粒子电极污染的研究;④二维和三维电极的活性炭纤维阴极电Fenton法处理苯酚废水的比较。钛涂钌铱电极比铁板和石墨更适合作为本试验的阳极材料,钛涂钌铱电极对苯酚处理效果好,通过扫描电镜发现电极表面性能良好,化学稳定性、导电性能、电极电位以及催化性能好、经久耐用;活性炭纤维电极比铁板和石墨电极更适合作为本试验的阴极材料,其比表面积大,矿化能力好,对苯酚处理效果更显著。3mm粒径的柱炭作为反应器中的粒子电极材料时对苯酚废水的处理效果优于其他规格柱炭和粒炭,活性炭投加量500g较为合适,过高的投加量对苯酚处理效果不明显。通过单因素试验得出pH值、进水苯酚浓度、反应时间、电解电压、Fe²⁺投加浓度、曝气量、电解质投加浓度、极板间距等因素对苯酚废水处理效果有不同程度的影响,其中pH值、电解电压、Fe²⁺投加浓度、电解质投加浓度和极板间距对苯酚废水处理效果影响最大;通过正交实验确定最佳反应条件为pH值为3,反应时间120min,电解电压15V,Fe²⁺投加浓度为0.6mmol/L,曝气量0.6m3/h,电解质投加浓度1.2g/L,极板间距为10.5cm,最佳反应条件下苯酚去除率可达88.61%,COD去除率可达83.37%;活性炭纤维阴极电Fenton法降解苯酚过程符合一级反应动力学模型,拟合效果较好。在重复使用粒子电极且不对填充的粒子电极进行清洗的条件下,苯酚的降解效率随运行周期的增多逐渐减小,粒子电极污染加重。随着运行周期的增加,电解电压的大小对苯酚的去除率曲线的降低趋势有较大的影响;相对于10V和30V,在施加电压为20.0V条件下,苯酚去除率曲线下降趋势最缓,粒子电极污染相对小;曝气有利于苯酚的氧化降解。在运行30个周期后,相对于未曝气条件下,曝气的电极体系内,苯酚的降解效率提高了18%左右,粒子电极污染较小。二维和三维电极活性炭纤维阴极电Fenton法处理苯酚废水对比试验结果表明:相同反应条件下,三维电极活性炭纤维阴极电Fenton法处理苯酚废水其去除率比二维电极法高16%以上,且当苯酚去除率在90%左右时,三维电极比二维电极节能近40%。三维电极活性炭纤维阴极电Fenton法对pH值的要求略低于二维电极法,可以处理较高浓度的苯酚废水,所用电解电压低、电解质用量少。活性炭纤维阴极电Fenton法处理苯酚废水效果优于采用其他阴极材料的电Fenton法,且操作简单,无二次污染,比常规的二维电极法节能、高效,是处理难降解有机废水的有效方法,具有广阔的应用前景。