造紙廢水POPs污染特征及電化學處理.pdf

1、造紙工業(yè)是我國和山東省經(jīng)濟的重要組成部分，其廢水排放量大、治理成本高、環(huán)境污染重等問題，特別是廢水中的持久性有機污染物(POPs)具有難降解、高毒性、易生物蓄積等特點，已成為制約著造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵瓶頸。制漿造紙生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水主要有制漿蒸煮液、洗滌廢水、漂白廢水和紙機白水。其中漂白廢水中含有大量的氯代有機物，是POPs的主要來源，特別是氯代酚類化合物，具有強烈的致癌、致畸和致突變作用。在紙漿漂白廢水中，主要的氯代酚類污染物有多

2、氯代苯酚(CP)、多氯代愈創(chuàng)木酚(CG)和多氯代兒茶酚(CC)。
　　氯代酚類污染物的處理方法主要有生物法、催化還原和高級氧化技術，其中電化學氧化是常用的一種處理難降解有機物的高級氧化技術。PbO2電極常被作為電化學氧化的電極，具有高電導率、高析氧電位、化學穩(wěn)定性強、耐腐蝕性強、催化活性高、價格低廉等優(yōu)點。因此，本文依托山東省省級環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)專項資金項目《造紙廢水POPs污染特征及控制與去除技術研究》，在全面綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3、的基礎上，以紙漿漂白廢水污染物的電化學去除技術為重點，研究了PbO2電極的優(yōu)化制備和電化學氧化技術，建立了高效去除造紙廢水POPs的技術體系，主要內(nèi)容和結果如下:
　　(1)通過對制漿造紙過程廢水（包括制漿蒸煮廢水、紙漿漂白廢水和紙機白水）進行了pH、COD、色度、氯代酚類污染物的測定和綜合分析，研究了造紙廢水中POPs產(chǎn)生的重點工藝環(huán)節(jié)及其污染特征，包括污染物的特征成分和濃度。
　　紙漿漂白是產(chǎn)生POPs污染的重點工段，其

4、中氯代有機物是其主要的污染物，特別是氯代酚類污染物。GC-MS測定了Cl2漂白廢水（C段和E段廢水）和ClO2-H2O2漂白廢水（D段和P段廢水）中氯代酚類污染物的成分和濃度。C段漂白廢水中氯代酚類污染物總濃度為1.814mg/L，其中3，4，5-三氯兒茶酚(3，4，5-TCC)、3，4，5，6-四氯兒茶酚(3，4，5，6-TeCC)、3，5-二氯兒茶酚(3，5-DCC)、3，6-二氯兒茶酚(3，6-DCC)和2，3，4，5-四氯苯酚(

5、2，3，4，5-TeCP)濃度較高。E段廢水氯代酚類污染物總濃度為2.985mg/L，其中2，4-二氯苯酚(2，4-DCP)、2，4，6-三氯苯酚(2，4，6-TCP)、4，5-二氯愈創(chuàng)木酚(4，5-DCG)、2，3，4，5-四氯苯酚(2，3，4，5-TeCP)、五氯苯酚(PCP)和3，4，5-三氯兒茶酚(3，4，5-TCC)濃度較高。D段和P段漂白廢水氯代酚類污染物總濃度分別為40.30μg/L和53.82μg/L。
　　(2)

6、以鈦作為電極基體，經(jīng)過一定的預處理后，通過浸漬-烘干-高溫熱分解制備了錫銻氧化物中間層，在硝酸-硝酸鉛體系中電沉積制備PbO2表面活性層，得到了Ti/SnO2-Sb2O3/Bi-PbO2電極。以制備的電極為陽極，在pH為7，電解質Na2SO4濃度5g/L，電流密度30mA/cm2，電化學處理380.00mg/L的苯酚120min后，溶液COD去除率可達74.37％，平均電流效率ACE達17.21％。本實驗所做的Ti/SnO2-Sb2O3

7、/Bi-PbO2電極表面積大小合適，對有機污染物的電化學降解效果較好，電流效率較高。
　　(3)研究了處理時間、初始pH、電流密度對Cl2和ClO2-H2O2漂白廢水電化學處理效果的影響。在pH為7，電極電流密度20mA/cm2時，電化學處理CE混合廢水180min后，廢水COD去除率達到78.51％，平均電流效率ACE為36.04％，能耗EC為120.83Kwh/KgCOD。在pH為5，電極電流密度20mA/cm2時，電化學處理