[发明专利]一种ECH-SBR组合工艺无害化降解五氯酚方法

说明书

技术领域

本发明利用电化学还原脱氯（ECH）-序批式活性污泥法（SBR）组合工艺无害化降解五氯酚（PCP），属于电化学水处理技术领域。

背景技术

氯酚类化合物是一类典型的难降解、毒性大且具有良好的化学稳定性和热稳定性的有机污染物,被美国环保列为优先控制污染物，目前还没有成熟的处理技术。针对氯酚这种污染物目前主要有两大研究趋势：一是单纯利用一种技术实现氯酚的去除，如吸附，高级氧化，生物氧化等；二是只将氯酚转化为毒性较小的苯酚，如还原脱氯技术等。吸附法只是改变了氯酚的存在方式并没有真正破坏污染物，有累积性，有可能进入人类的食物链，存在着潜在危害。高级氧化或者生物氧化会带来氯对苯二酚，氯化联苯，氯乙酸，氯代马来酸等多种剧毒，难降解的中间产物。还原脱氯只停留在将氯酚转化为毒性较小的苯酚，而苯酚同样也属于环境优先污染物。所以目前的这些技术都没有实现氯酚的无害化降解。

本发明中采用ECH-SBR组合工艺无害化降解PCP，首先利用高催化活性Pd-Cu电极将PCP高效转化为苯酚；同时以苯酚为唯一碳源，驯化活性污泥，最终利用驯化的活性污泥将脱氯产物苯酚降解，从而实现PCP的无害化去除。

Tie Li等制备了Pd-Fe阴极用于四氯化碳（CT）及三氯乙烯（TCE）的脱氯，当连续运行反应器（9个月），Pd-Fe阴极脱氯性能稳定[①Environmental Science & Technology.1999,34(1):173-179]。Chunyue Cui等制备了Pd/MWCNTs/graphite电极将此电极用于PCP的脱氯[②Applied Catalysis B:Environmental.2008,80(1-2):122-128]。Ma chunan等制备了粗糙Ag-Pd阴极将其用于2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）的脱氯[③Electrochemistry Communications.2009,11(11):2133-2136]。文献①,②,③只将氯代有机物转化为毒性较小的有机物，都未真正涉及到氯代有机物的完全无害化处理，属于前处理技术。与上述文献对比，本发明首次采用ECH-SBR组合工艺降解PCP是以最终实现PCP的无害化降解为目标，易于管理、价格低廉、无二次污染、具有创造性。

发明内容

本发明的目的是采用ECH-SBR组合工艺无害化处理PCP，实现PCP的无害化降解。

为实现上述目的，本发明一种ECH-SBR组合工艺无害化降解PCP方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在15mM Pd²⁺、5mM Cu²⁺、pH1.0电解液中，以钛网为阴极，铂片为阳极，采用恒电位-0.9V（相对于Hg/Hg₂SO₄电极）沉积25min，得到Pd-Cu/Ti电极；电位扫描范围为-800mV～700mV，扫描速度为50mV/s，循环伏安（CV）扫描Pd-Cu/Ti电极50圈得到CV50Pd-Cu/Ti电极；

（2）两极室电解池的阴极室加入10mg/L PCP溶液和Na₂SO₄，使得Na₂SO₄为0.05M，阳极室加入0.05M的Na₂SO₄，并用0.1M硫酸调节阴极室pH为2.3，阴极室和阳极室内溶液体积相同，步骤（1）中制备的CV50Pd-Cu/Ti电极置于阴极室中，以铂片为对电极放置于阳极室，5mA下脱氯90min，收集每次脱氯结束后的阴极反应液；

（3）在1～95d，在SBR反应器中以苯酚、葡萄糖和蛋白胨作为碳源以及微生物所需营养盐，驯化活性污泥，使得总的COD为150±40mg/L，其中在第1～95天随着驯化的进行，苯酚的浓度在1～40mg/L范围内逐步增加；从第96天起改为以苯酚作为唯一碳源，驯化活性污泥，苯酚浓度40～50mg/L，直至出水稳定。

（4）取步骤（3）驯化的活性污泥，加入到SBR反应器，再加入步骤（2）中收集的阴极反应液及微生物所需营养盐，调节活性污泥浓度为800～1000mg/L，曝气，使得DO为2～3mg/L，曝气降解，优选曝气1h。

采用上述方法实现PCP的矿化，真正实现PCP的无害化降解。