文 献 综 述

迄今为止，全球的大多数国家和地区的燃料和化学品的主要原料为石油和天然气。但从全球范围来看，石油和天然气的储量十分有限，仅够使用40-60年，而煤的储量足够维持150年以上^[1]。从国内来看，我国的能源现状是煤炭资源丰富，石油资源不足。我国煤炭储量占世界总储量15%，而石油储量仅为世界石油总储量的2.7%。这种能源结构之下，我国在短时间内还没有能力构建以石油为基础的工业、农业体系^[2]，能源消费结构还是以煤炭消费为主。但是煤炭作为一次能源在使用中存在很多局限性，比如运输困难、能量利用率低、污染环境等问题。所以将煤炭转换成清洁能源的煤化工行业应运而生并得到快速发展。随着煤化工行业的发展，必然会产生大量的工业废水，这些废水属于典型的高污染、高生物毒性、难生物降解的废水，原水中化学需氧量(COD)可达 5000mg/L，氨氮可达200～500mg/L，且含有大量酚类等有毒有害物质。

酚类物质是大众所熟知的致癌物质^[3,4]，也是难降解类有机污染废物之一。长期饮用的生活饮用水中如果含有酚类污染物，会导致人类患神经系统、失眠、头痛及耳鸣等疾病。含酚废水的危害还在于对水中农作物及微生物有极高的毒性，会阻碍微生物的生长，严重的情况下农作物会死亡，所以被含有酚类污染废水灌概的农作物也不能食用。因此，许多国家将其列为优先污染物^[5]，对其环境浓度有着严格的要求，如，美国和巴西相关环保法中限制水体中总酚类物质浓度在10.0μg/L以下的排放标准；我国的环保法规中挥发酚的最高允许排放标准在0.5mg/L以下。当水体中的酚类物质达到0.1-0.2mg/L的低浓度时，可使鱼类产生异味；而当浓度＞0.5mg/L时则造成中毒死。根据世界卫生组织（WHO）的建议，饮水中的酚含量允许浓度为1μg/L。综上所诉，酚类废水污染日益严峻，亟待处理。

1.煤化工废水的处理方法

煤化工废水中含有酚类等难降解且有毒有害的污染物。因此，普通的生物活性污泥法无法起到有效降解作用。各种各样的高级氧化技术近年来受到较多关注和研究，比如：非均相催化臭氧氧化技术、催化湿式氧化技术、超声波氧化技术、光催化氧化技术、超临界水氧化技术、Fenton技术、电催化氧化技术等。电催化氧化技术是最近发展起来的新型高级氧化技术，通过加在电极间电场的作用，产生强氧化剂羟基自由基(#183;OH)，将溶液中的有机污染物氧化为一些易于生物降解的小分子有机物或完全矿化为水和CO₂，达到污染物彻底矿化或转化为低毒易生物降解的产物的目的。该方法具有处理效率较高、操作简便、工艺简单、无二次污染、反应条件温和等优点，已引起国内外学者的广泛关注,并应用于难降解有毒有害有机废水的处理^[6-8]。

2. 电催化氧化技术的基本原理和特点

2.1 电催化氧化技术的基本原理

电催化氧化法按氧化作用机制不同，可分为两类间接氧化和直接氧化。间接氧化主要是利用阳极氧化水溶液中的强氧化基团，如：羟基自由基和过氧化氢基氧化水中的有机污染物；阳极直接氧化则是氧化废水中的污染物，通过阳极的直接氧化作用来实现。

阳极直接氧化机理如下图，图中包含了污染物分子到达电极表面的电子直接转移过程和羟基自由基、过氧化氢基等强氧化基团与废水中的有机污染物相互作用过程。

苯酚的降解机制