Непрямое электрохимическое окисление ароматических органических соединений в локальных промышленных стоках

А.В. Желовицкая, А.Ф. Дресвянников
Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань


Применение химических соединений антрахинонового ряда и класса фенолов как сырья в производстве красителей, шин и резины, антисептика в медицине приводит к образованию промышленных стоков с содержанием в них трудноокисляемых органических соединений, что создает проблему очистки [1, 2].

Эффективными являются технологии, использующие экологически безопасные методы и реагенты, так называемые «перспективные окислительные методы» [3]. Альтернативой выступает метод непрямого электрохимического окисления, позволяющий сравнительно просто in situ генерировать активные формы кислорода в виде интермедиатов - ·OH; HO2· и HO2-, что приводит к минерализации органических веществ вплоть до воды и углекислого газа [4].

В данной работе проведено исследование по обработке имитатов сточной воды, содержащей 1,3-дигидроксибензол и натриевую соль 3,4-дигидрокси-9,10-диоксоантраценсульфоновую-2 кислоту непрямым электрохимическим способом в коаксиальном бездиафрагменном электролизере с существенно отличающимися площадями электродов. Превращения органических веществ оценивали методом циклической вольтамперометрии.

Установлено, что электрохимического превращения органических веществ на электродах не происходит, что подтверждается характером циклических вольтамперных кривых, снятых в фоновом растворе гидроксида натрия и в присутствии органических ингредиентов. Как видно из рис. 1, пики катодной области накладываются друг на друга, что свидетельствует об отсутствии реакции органических веществ на катоде и генерации валентно-ненасыщенных частиц.

Рис. 1 Циклические вольтамперограммы на платиновом электроде при скорости развертки потенциала 100 мВ/с: 1- 0.01 М NaOH; 2 - 0.01 М NaOH + 1,3-дигидроксибензол; 3 - 0.01 М NaOH + натриевая соль 3,4-дигидрокси-9,10-диоксоантраценсульфоновая-2 кислота

Для подтверждения факта отсутствия электрохимического превращения органических ингредиентов (1,3-дигидроксибензола и натриевой соли 3,4-дигидрокси-9,10-диоксоантраценсульфоновой-2 кислоты) на ОРТА были сняты циклические вольтамперные кривые. Форма кривых (рис. 2) практически идентичны, отсутствуют пики токов, что указывает на отсутствие превращения 1,3-дигидроксибензола и натриевой соли 3,4-дигидрокси-9,10-диоксоантраценсульфоновой-2 кислоты на электроде ОРТА и в случае анодного процесса.

Рис. 2 Циклические вольтамперограммы на ОРТА при скорости развертки потенциала 100 мВ/с: 1 - 0.01 М NaOH; 2 - 0.01 М NaOH + 1,3-дигидроксибензол, 3 - 0.01 М NaOH + натриевая соль 3,4-дигидрокси-9,10-диоксо антрацен сульфоновая-2 кислота

Это позволяет косвенно судить о деградации органических соединений метастабильными электрогенерированными реагентами типа - HO2-, OH, HO2.

Списоклитературы

1. Rajkumar D. Electrochemical treatment of industrial wastewater / D. Rajkumar // Journal of Hazardous Materials. – 2004. – V. 113. –№ 1-3. - P. 123-129.

2. Garrido J.A. Mineralization of Drugs in Aqueous Medium by Advanced Oxidation Processes / J. A. Garrido, E. Brillas, P.L. Cabot, F. Centellas, C. Arias, R.M. Rodriguez // Portugaliae Electrochimica Acta. – 2007. – V. 25. – P. 19-41.

3. Oturan, M.A. Electrochemical Advanced Oxidation Processes (EAOPs) for the Environmental Applications / M.A. Oturan, E. Brillas // Portugaliae Electrochimica Acta. – 2007. – V. 25. – P.1-18.

4. Корниенко В.Л. Непрямое электрохимическое деструктивное окисление ароматических соединений активными формами кислорода / В.Л. Корниенко, Н.В. Чаенко, Г.В. Корниенко // Электрохимия. – 2007. – т. 43 – № 11. – С.1311-1316. 


Назад к списку