コークス炉廃水中の電気化学的酸化プロセスによるチオシアン酸塩の分解.操作パラメータの役割と機構論的研究

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Chemosphere.2020 Sep;255:127014. S0045-6535(20)31207-8. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127014.Epub 2020-05-10.

コークス炉廃水中の電気化学的酸化プロセスによるチオシアン酸塩の分解.操作パラメータの役割と機構論的研究

Degradation of thiocyanate by electrochemical oxidation process in coke oven wastewater: Role of operative parameters and mechanistic study.

Ayşenur Turan
Ramazan Keyikoglu
Mehmet Kobya
Alireza Khataee

PMID: 32679632 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127014.

抄録

本研究では、コークス炉廃水からチオシアン酸塩(SCN)を電気酸化(EO)法により除去することを検討した。最初に、ボロンドープダイヤモンド(BDD)電極と、Ti/IrO, Ti/IrO-RuO,Ti/IrO-RuO-TiOを含む異なるDSA(Dimensionally stable Agode)電極のSCN除去性能を比較した。その結果、BDD負極は、Tiベースの混合金属酸化物(MMO)負極を上回る96.51%のSCN除去効率を達成した。BDD陽極を用いたSCN除去に最も適した条件は、pH=9,電流密度=43.10A m,電解質濃度(NaSO)=2.5gLであった。ラジカル消光剤の添加により、SCNの除去におけるOHの強い役割が確認された。SCNのEOの結果としての中間体の進化を決定した。決定された条件の下で、EOプロセスは模擬溶液と同等の84.13%のSCNと94.67%のフェノールを実際のコークス炉廃水から除去することができた。1kgのSCNを除去するためのプロセスの電気エネルギー消費コストは0.208USドルとして計算された。以上の結果から、BDD負極を用いたEOはコークス炉廃水からSCNを除去するための費用対効果の高い方法であることが明らかになった。

This study presents the removal of thiocyanate (SCN) from coke oven wastewater by the electrooxidation (EO) process. Initially, the performances boron-doped diamond (BDD) and different DSA (Dimensionally stable anode) electrodes including Ti/IrO, Ti/IrO-RuO, and Ti/IrO-RuO-TiO in SCN removal were compared. BDD anode outperformed the Ti-based mixed metal oxide (MMO) anodes achieving 96.51% SCN removal efficiency. The most favorable conditions for the removal of SCN using BDD anode were determined as follows: pH = 9, current density = 43.10 A m, and the electrolyte concentration (NaSO) = 2.5 g L. The strong role of OH in the removal of SCN was confirmed by the addition of radical quenching agents. The evolution of the intermediates as a result of the EO of SCN was determined. Under the determined conditions, the EO process could remove 84.13% of SCN and 94.67% of phenol from a real coke oven wastewater, which was comparable to that of the simulated solution. The electrical energy consumption cost of the process to remove 1 kg of SCN was calculated as 0.208 US $. Overall, the study showed the EO using BDD anode is a cost-effective method for the removal of SCN from a coke oven wastewater.