电催化氧化技术处理造纸废水的试验研究

摘要

电化学氧化技术是高级氧化技术(AOP)的一种，它具有其他理化处理方法所难以具有的优越性而自近年来越来越受到关注[1]。金刚石的硬度极高，其化学性质也非常稳定，所以它可以应用于非常苛刻环境之中而这是其它材料难以适用的[2]。根据近年来的研究，如果将硼元素掺入到金刚石膜的制备过程之中，则制备出来的掺硼金刚石膜就兼具有极好的导电性和半导体性光电性质，如果进一步沉积于一些电极基体的表面，比如硅片、石墨、钛片等，制备得到掺硼金刚石膜电极(BDD)，这种电极在物理、生物、化学方面都有比较好的应用前景[3-5]，此电极在电解水溶液的时候具有很小的电流背景、电化学和化学稳定性很高、对生物化合物和有机物不吸附，而且电极耐腐蚀[6-9]。在中性水溶液条件下，祁文涛[10]测得掺硼金刚石膜电极电解电势窗口4V，3.5V左右的析氧电位。
　　 本试验金属铌具有良好的导电性掺杂硼制成金刚石膜电极具有很好的电催化特性。研究通过邻苯二甲酸氢钾(KHP)溶液的电解实验研究了德国引进的金属铌掺硼金刚石膜电极(Nb/BDD)的电化学性质，并利用该电极处理装置处理了东莞某造纸厂造纸废水。考察了电解时间、电流强度及废水的PH值、电解质的浓度、电导率等参数对电化学降解效率的影响。结果表明，Nb/BDD具有优异的污水降解性能，在PH为3.0，电流密度为37.23mA/cm2，电压6.9V，NaCl充当电解质浓度0.4g/l的条件下，电解200min，装置对再生纸造纸废水的COD的去除率接近70％，比能耗为27.6kW·h/kgCOD。