活性炭预处理橡胶助剂加工废水

　　橡胶加工业会产生的大量废水排入水环境，造成严重的环境污染。橡胶助剂生产废水的污染物来源主要是难降解的杂环杂链有机物，其分子量大、毒性强、结构复杂、性能稳定，是橡胶加工业常用的硫化促进剂。橡胶助剂废水具有高盐浓度和化学需氧量(COD)两大典型特征。尤其是COD的浓度非常高，如果不进行预处理，会严重影响生化池中的微生物。为了处理这种废水，我们采用活性炭载铝微电解工艺来进行处理。这种该工艺对碱性废水的处理效果优于载铁活性炭。当活性炭催化剂浸入废水中时，其表面会形成许多微型原电池，铝和活性炭分别作为阳极和阴极。铝失去三个电子生成Al3+，释放的电子被阴极接受并转移到氧气或目标污染物中，从而促进还原反应过程。

　　活性炭载铝质量比的影响

　　废水的处理效率在很大程度上取决于操作参数。合适的操作条件对于使用活性炭微电解系统处理废水至关重要。在活性炭载铝微电解系统中，废铝和活性炭之间的接触面积会显着影响微观原电池的数量。因此，活性炭载铝质量比是影响该工艺废水处理效率的关键因素。活性炭用量对废水处理效率的影响见图1。正如观察到的，COD和色度的去除效率随着活性炭比例的降低而增加，表明较小的活性炭载铝比例有助于促进反应过程。这主要是因为参与反应的活性炭数量的增加会增加微观原电池的数量，而微电池的数量会影响铝腐蚀和Al3+的形成速率。然而，它们的去除效率在活性炭载铝比例为1:3时几乎保持不变。活性炭载铝质量比的进一步降低几乎不能带来COD和色度去除的任何改善。1:3的活性炭载铝的合适质量比可以加速活化和Al(OH)3对有机污染物的吸附。因此，可以确定去除效率的提高是由铝和活性炭之间增强的相互作用引起的。在活性炭载铝混合物中适当比例的活性炭确保了反应中铝和活性炭之间的充分接触。

　　图1：活性炭载铝质量比对(a)COD和(b)2小时色度去除的影响。

　　橡胶助剂加工废水处理过程的反应机理

　　根据实际工况，提出了一种可行的活性炭载铝微电解工艺分解水生环境中有机污染物的反应机理(图2)。由于其高吸附容量和电导率，活性炭被用作阴极保护。在阳极(铝废料)，由铝提供的电子通过微型原电池转移到阴极(活性炭)，吸附在阴极表面的有机污染物受到这些释放的电子的攻击。水电离产生的H+在阴极获得电子并产生具有强化学反应性的活性氢[H]或H2,和活性氢[H]·可以部分降解有机污染物。此外，Al失去三个电子形成铝离子(Al3+)。然后，铝离子沉淀形成氢氧化铝(Al(OH)3、Al(OH)-4等)。作为有利的絮凝剂，这些氢氧化铝可以有效去除废水中的有机污染物。难降解污染物在活性炭载铝微电解工艺的辅助下被分解为小分子中间体，也可以通过氢氧化铝絮状污泥的絮凝共沉淀来消除。换言之，与活性炭载铝微电解工艺相关的许多协同效应可以有效地分解水环境中的有机污染物。

　　图2：活性炭载铝微电解工艺分解有机污染物的建议反应机理。

　　活性炭预处理橡胶助剂加工废水，研究了活性炭载铝微电解系统在水环境中处理橡胶添加剂加工废水。首先，单因素实验用于评估COD和色度去除的影响。实验结果表明，在合适条件下，COD去除效率的实验值高达52.9%几乎相同。此外，还提出了活性炭载铝微电解工艺在水生环境中分解有机污染物的合理反应机理。活性氢[H]和氢氧化铝的絮凝作用是去除COD和色度的主要原因。本次实验为未来通过微电解工艺处理橡胶添加剂废水铺平了道路。