焦化废水经A/O等生化处理后，其出水COD通常在200-400mg/L，色度在200-400倍，残留有机物主要以多环芳烃（如萘、菲、荧蒽）、杂环化合物及卤代物为主，可生化性极低，无法通过常规生化进一步净化。三维电极-电芬顿技术结合了三维电极的高传质面积和电芬顿在线产H₂O₂的原位氧化优势，为难降解焦化废水生化出水提供了深度处理新途径。该体系在传统二维阴阳极板之间填充颗粒状活性炭粒子电极，在电场作用下，每个活性炭颗粒因静电感应而成为一个独立的微型电解单元，极大拓展了电极反应的有效面积。

  实验构建了以钛基氧化钌涂层电极为阳极、石墨毡为阴极、椰壳活性炭颗粒为粒子电极的三维电芬顿系统。石墨毡阴极在曝气条件下，通过两电子氧还原反应高效原位生成H₂O₂，与阳极溶出的Fe²⁺构成芬顿反应，产生强氧化性的羟基自由基。活性炭粒子电极不仅自身能吸附水中残留有机物将其富集至电极表面，更能催化H₂O₂的分解，强化·OH的生成。实验表明，在电流密度10mA/cm²、初始pH 3.0、粒子电极填充率40%、曝气量1.5L/min的条件下，反应120分钟后，COD去除率可达78.5%，色度去除率高达96.3%，出水COD降至50mg/L以下。

  为进一步揭示有机物的降解机理，采用三维荧光光谱和GC-MS对处理前后的水样进行分析。三维荧光图谱显示，原水中代表多环芳烃和腐殖酸类物质的特征荧光峰（Ex/Em=240/420nm）强度随反应时间急剧衰减，最终趋近于消失，表明芳环共轭体系被有效破坏。GC-MS半定量分析表明，原水中检测到的22种主要多环芳烃在最优条件下处理后，18种被降解至检出限以下，残余的4种为甲基取代的极小分子芳烃。反应过程中，多环芳烃优先被·OH攻击开环，生成小分子有机酸，部分被直接矿化为CO₂。该研究证实三维电极-电芬顿技术在焦化废水深度处理中具有显著的技术优势和应用前景。

标签: