改性微电解法处理对苯二酚废水

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1、改性微电解法处理对苯二酚废水TreatmentofSimulatedHydroquinoneWastewaterbyModifiedMicroelectrolysisMethod作者姓名：李彤专业名称：环境工程指导教师：邹东雷教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月29日摘要摘要改性微电解法处理对苯二酚废水对苯二酚是重要的化工原料，该产品用途广泛，是农药、医药和染料的重要中间体，用于制造蒽醌、偶氮染料及感光材料，同时，对苯二酚被广泛用作抗氧化剂，用于橡胶及食品防腐。因此，对苯二酚大量存在于各种工业废水中，如染料废水、橡胶工业废水及制药废水。由于对苯二酚对水生生物具有潜在毒性，因此含

2、对苯二酚废水的大量排放会对生态环境及人类健康构成严重威胁，对苯二酚废水的处理势在必行。本研究采用微电解法处理对苯二酚废水，以传统铁-碳微电解填料为基础，加入锰、锌、铜粉对其进行改性，制备规整化的改性铁-锰-碳填料、铁-锌-碳填料及铁-铜-碳填料，并探究了三种改性填料对对苯二酚的去除效果，考察了改性填料的种类、填料投加量、反应时间、改性填料中添加剂的含量、废水初始pH等因素对对苯二酚去除率的影响。研究中测定了整个反应过程的溶液pH变化情况，对填料改性前后进行了SEM、XRD表征分析，同时采用GC-MS对对苯二酚的降解中间产物进行分析，从而推断改性微电解法降解对苯二酚的途径。研究结果表明，与

3、传统铁-碳微电解填料相比，本研究制备的三种改性填料（铁-锰-碳填料、铁-锌-碳填料及铁-铜-碳填料）中，铁-锰-碳改性填料对对苯二酚的处理效果最好。当对苯二酚初始浓度为1000.00mg·L-1时，铁-锰-碳改性填料处理对苯二酚废水的最佳工艺条件为：填料投加量为29.17g·L-1，反应时间为4.0h，改性填料中锰粉的质量分数为9%，废水初始pH为3.00，在此条件下，废水中对苯二酚的去除率可达95.55%。与铁-碳填料相比，铁-锰-碳改性微电解填料能够大幅度提高对苯二酚的处理效果，去除率可提高42.89%，反应过程中溶液的pH大体呈现出先升高后降低的趋势，可在反应30min内上升到8.

4、50以后又逐渐恢复到中性。采用铁-锰-碳填料处理对苯二酚模拟废水时，填料对废水初始pH的适用范围比铁-碳填料宽。研究中通过对填料的SEM和XRD表征分析及对对苯二酚降解中间产物的分析，推断出对苯二酚首先被氧化为对苯醌，然后逐渐被降解为马来酸、丙二酸和乙酸。在铁-碳填料中加入锰粉后，锰较低的电极电位更有利于电极反应的进行，从而提高了对苯二酚的去除效果，除此之外，填料中的锰氧化形成的MnO2I摘要和Mn3O4具有很高的氧化能力和反应活性，可以使对苯二酚氧化分解。关键词：对苯二酚，微电解，锰，填料，机理IIAbstractTreatmentofSimulatedHydroquinoneWast

5、ewaterbyModifiedMicroelectrolysisMethodHydroquinoneisanimportantchemicalrawmaterial.Itiswidelyusedasanimportantintermediateofpesticide,medicineanddye.Itisalsowidelyusedinthemanufactureofanthraquinone,azodyes,photosensitivematerialsandantioxidantsofrubberandfood.Therefore,largequantitiesofhydroqui

6、noneoftenexistsinallkindsofindustrialwastewater,suchasdyewastewater,rubberindustrywastewaterandpharmaceuticalwastewater.Duetoitshighpotentialtoxiceffecttoaquaticorganismsandpersistenceinthewaters,thedischargeofhydroquinonetonaturalwaterscausesdifferentthreatstohumanhealthandecologicalenvironment.

7、Therefore,thereisanurgentneedtotreathydroquinoneinwastewater.Inthisstudy,weusedmicroelectrolysismethodtotreathydroquinonewastewater.OnthebasisoftraditionalFe-Cmicroelectrolysispacking,manganese,zinc,copperpowderwasadde