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近年来,重金属污染问题日益严重,电镀废水是重金属污染的主要来源之一。电镀废水中不仅含有铜、镍、铬等多种重金属污染物,同时也含有CN-、焦磷酸盐、EDTA等络合剂。尤其氰化镀铜工艺的漂洗水中常含有游离CN-和Cu(CN)32-。常规的混凝、沉淀等方法难以将Cu(CN)32-等络合物有效去除。Cu催化H2O2氧化方法能够有效地降解游离CN-和Cu(CN)32-,受到日益重视。但是H2O2与Cu(CN)32-反应机制,EDTA、焦磷酸等络合剂对H2O2氧化Cu(CN)32-的影响以及铜离子的回收等诸多问题还有不清楚。因此,本论文选择Cu(CN)32-为处理对象,详细研究了H2O2与Cu(CN)32-的反应过程与机制以及EDTA、P2O74-对H2O2氧化Cu(CN)32-的影响及其作用机制;并建立了活性炭纤维(activatedcarbon fiber, ACF)和不锈钢(stainless steel,SS)组合阴极的电化学系统原位产生H2O2,强化氧化Cu(CN)32-,同时去除铜离子;最后,采用H2O2-电芬顿方法对某电镀集控区综合废水进行了处理。本论文的主要研究内容与结果如下: (1)首先详细研究了H2O2氧化Cu(CN)32-的效率与机制。结果发现,H2O2首先氧化Cu(CN)32-络合物中CN-,随着CN-氧化为CNO-,Cu(CN)32-转化为Cu(CN)2-;随着Cu(CN)2-进一步被氧化,释放出的Cu(Ⅰ)与H2O2反应产生HO·。HO·可以快速地氧化CN-。同时,Cu(Ⅱ)催化H2O2分解为O2,降低了H2O2氧化CN-的效率。 (2) EDTA、P2O74-均可强化H2O2对Cu(CN)32-的氧化作用。EDTA浓度为1.0mM或P2O74-浓度为2.0 mM时,完全氧化Cu(CN)32-(0.4 mM CN-)仅需4.8mM H2O2;无EDTA、P2O74-存在时,需要18.0mMH2O2才能完全氧化Cu(CN)32-。采用紫外-可见光谱和顺磁共振波谱仪探讨了EDTA、P2O74-强化H2O2氧化Cu(CN)32-的机制,发现EDTA络合Cu(Ⅱ)有效抑制了H2O2分解为O2,提高了H2O2的有效利用率,进而强化了H2O2对Cu(CN)32-的氧化。相比之下,P2O74-络合Cu(Ⅱ)使得Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)循环催化而非生成沉淀,产生更多活性物种HO·及其他氧化剂。从而,CN-的氧化得到强化。 (3)建立了处理Cu(CN)32-的电化学系统,本系统利用ACF和SS作为阴极。在反应体系中通入O2,ACF阴极表面接受电子生成H2O2,强化了阳极氧化对CN-的氧化。反应75 min时,CN-的去除率达到91%,Cu(Ⅰ)离子的去除率也可达到75%以上。CN-的主要氧化产物为CNO-。60%的Cu(Ⅰ)离子沉积在ACF表面,15%左右的Cu(Ⅰ)沉积在SS表面。 (4) H2O2-电芬顿处理含有CN-,Cu2+、Ni2+等重金属离子和有机物的实际电镀废水。电混凝对CN-,Cu2+、Ni2+以及COD的去除效率均有限。一定浓度的H2O2氧化处理30分钟后,CN-浓度从75 mg/L降到15 mg/L。H2O2-电芬顿处理30分钟后,CN-,Cu2+、Ni2+浓度分别低于0.3,0.5 and1.5 mg/L,COD为65 mg/L。实验结果表明,H2O2氧化-电芬顿方法可有效去除电镀废水中的CN-、重金属离子和有机物。