负载型三维电极-电Fenton法处理活性艳橙X-GN废水

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-1308

摘要/Abstract

摘要：

三维电极-电Fenton法是一种在电Fenton的基础上引入三维电极电催化技术的新型高级氧化法，在水处理中得到了广泛的应用。用过量浸渍煅烧法制备负载型三维电极，以采用该电极的三维电极-Fenton法处理活性艳橙X-GN废水。通过试验研究了pH、电压、Na₂SO₄投加量、Fe²⁺投加量对处理效果的影响，并采用响应曲面法最优化实验条件。结果表明，当试验pH=4.7，电压为20.39 V，Na₂SO₄投加量为2.13 g/L，Fe²⁺投加量为2.5 mmol/L时，COD和色度去除率可以达到85.41%和92.18%。负载型三维电极-电Fenton法对活性艳橙X-GN废水的色度和COD均具有较理想的处理效果。

关键词: 三维电极, 电Fenton, 印染废水, 电催化

Abstract:

The three-dimensional electrode-electro-Fenton method is a new advanced oxidation method that introduces three-dimensional electrode electrocatalytic technology on the basis of electro-Fenton，which has been widely used in water treatment. The activated brilliant orange X-GN wastewater was used as the treatment object，and the loaded three-dimensional electrode was prepared by excessive impregnation calcination method. The effects of pH，voltage，Fe²⁺ dosage and electrolyte concentration on the treatment effect were studied by experiments，and the experimental conditions were optimized by response surface method. The results showed that under the condition of pH 4.7，the supply voltage 20.39 V，the dosage of Na₂SO₄ 2.13 g/L，and the dosage of Fe²⁺ 2.5 mmol/L，the removal rates of COD and chromaticity could reach 85.41% and 92.18%. The loaded three-dimensional electrode-electro-Fenton method has ideal treatment effect on the chromaticity and COD of reactive brilliant orange X-GN wastewater.

Key words: three dimensional electrode, electro-Fenton, printing and dyeing wastewater, electrocatalysis

中图分类号:

X703.1

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https://www.iwt.cn/CN/Y2024/V44/I1/80

图/表 11

图1 试验运行装置示意

Fig.1 Schematic diagram of the test running device

图2 普通活性炭与负载Mn氧化物粒子电极扫描电镜图

Fig.2 SEM of common activated carbon and loaded Mn oxide particle electrodes

图3 负载锰化合物粒子电极X射线衍射图

Fig.3 X-ray diffraction map of the loaded manganese compound particle electrode

图4 pH对废水色度和COD处理效果的影响

Fig.4 The influence of pH on the chromaticity and COD treatment efficiency of wastewater

图5 电压对废水色度和COD处理效果的影响

Fig.5 The influence of voltage on the chromaticity and COD treatment efficiency of wastewater

图6 Fe²⁺投加量对废水色度和COD处理效果的影响

Fig.6 The influence of Fe²⁺ dosage on the chromaticity and COD treatment efficiency of wastewater

图7 Na₂SO₄投加量对废水色度和COD处理效果的影响

Fig.7 The influence of Na₂SO₄ concentration on the chromaticity and COD treatment efficiency of wastewater

表1 试验因素编码水平

Table 1 Table of encoding levels of test factors

因素	编码水平
因素	-1	0	1
pH（X ₁）	3	4	5
电压（X ₂）/V	18	20	22
Na₂SO₄投加量（X ₃）/（g·L^-1）	1.5	2	2.5

图8 pH与电压对COD和色度去除率的响应面图

Fig.8 Response surface of pH and electrolysis voltage on COD and chromaticity removal

图9 pH与Na₂SO₄投加量对COD和色度去除率的响应面图

Fig.9 Response surface of pH and electrolyte concentration on COD and chromaticity removal

图10 电压与Na₂SO₄投加量对COD和色度去除率的响应面图 concentration on COD and chromaticity removal

Fig.10 Response surface of electrolytic voltage and electrolyte

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