Combined electrochemical degradation and activated carbon adsorption treatments for wastewater containing mixed phenolic compounds

摘要

Electrochemical degradation of mixed phenolic compounds present in coal conversion wastewater was investigated in the presence of chloride as supporting electrolyte. Initially, the degradation experiments were conducted separately with 300 mg/L of individual phenolic compound in the presence of 2500 mg/L chloride using Ti/TiO₂–RuO₂–IrO₂ anode at 5.4 A/dm2 current density. Comparison of the experimental results of the chemical oxygen demand (COD) removal versus charge indicated that the order of decreasing COD removal for various phenolic compounds as catechol > resorcinol > m-cresol > o-cresol > phenol > p-cresol. Degradation of the mixture of phenolic compounds and high-pressure liquid chromatography (HPLC) determinations at various stages of electrolysis showed that phenolic compounds were initially converted into benzoquinone and then to lower molecular weight aliphatic compounds. The COD and the total organic carbon (TOC) removal were 83 and 58.9% after passing 32 Ah/L with energy consumption of 191.6 kWh/kg of COD removal. Experiments were also conducted to remove adsorbable organic halogens (AOX) content in the treated solution using granular activated carbon. The optimum conditions for the removal of AOX was at pH 3.0, 5 mL/min flow rate and 31.2 cm bed height. Based on the investigation, a general scheme of treatment of mixed phenolic compounds by combined electrochemical and activated carbon adsorption treatment is proposed.Key words: electrochemical degradation, phenolic compounds, chemical oxygen demand, total organic carbon, adsorbable organic halides, activated carbon adsorption.La dégradation électrochimique des composés phénoliques mixtes présents dans les eaux usées de conversion du charbon a été étudiée en présence de chlorure comme électrolyte support. Au début, les expériences de dégradation étaient effectuées séparément avec 300 mg/L de composés phénolique individuels en présence de 2500 mg/L de chlorure en utilisant une anode en Ti/TiO₂-RuO₂-IrO₂ à une densité de courant de 5,4 A/dm2. La comparaison des résultats expérimentaux de l'élimination de la DCO par rapport à la charge a indiqué que l'ordre de l'élimination décroissant de la DCO pour les divers composés phénoliques était catéchol > résorcinol > m-crésol > o-crésol > phénol > p-crésol. La dégradation du mélange de composés phénoliques et les déterminations par CLHP à diverses étapes de l'électrolyse ont montré que les composés phénoliques étaient au départ convertis en benzoquinone, puis en des composés aliphatiques de poids moléculaire moindre. L'élimination de la DCO et du COT était de 83 % et de 58,9 % après avoir passé 32 Ah/L avec une consommation d'énergie de 191,6 kWh/kg de DCO éliminée. Des expériences ont également été effectuées afin d'éliminer le contenu en composés organiques halogénés adsorbables (COHA) dans la solution traitée en utilisant du carbone granulaire actif. Un pH de 3,0, un débit de 0,5 mL/min et une hauteur de lit de 31,2 cm constituaient les conditions optimales pour l'élimination des COHA. Un schéma général de traitement des composés phénoliques mixtes grâce à une combinaison de traitement électrochimique et d'adsorption sur carbone actif est proposé à partir de cette étude.Mots clés : dégradation électrochimique, composés phénoliques, demande chimique en oxygène, carbone organique total, composés organiques halogénés adsorbables, adsorption sur charbon actif.[Traduit par la Rédaction]