[發明專利]一種用于堿性條件下廢水處理的微電極

有效

• 申請號: 201210452101.3
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102910710A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 魏煥曹
• 申請（專利權）人: 清遠市靈捷制造化工有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明涉及一種用于廢水微電解處理的微電極：更具體地講，本發明涉及一種可直接處理堿性工業廢水的微電極。

背景技術

近年來，微電解法處理工業廢水的研究成為熱點，其中微電極的組成和構造是該技術的核心。微電解技術利用微電極直接作用于廢水中的各種有害物質，使其降解為無害物質或使其轉化為易降解而便于后續處理的物質。

然而，現有文獻報道的微電極幾乎都是以鐵、碳為正、負極材料，其只能在酸性條件下發生氧化還原反應。

例如，中國專利02205209.7公開了一種動態強化微電解廢水處理裝置，該裝置采用電化學方法對廢水進行處理，其主體為一水平放置的轉筒，轉筒內的隔板和石墨板形成惰性電極相復合，等距離安插在隔板的定位條上，并由銅導線連接后引出裝置筒體，在裝置筒體外通過碳刷與固定的電極座定時連通，以強化了鐵-碳床的微電解過程，縮短處理時間，增大處理能力。

再如，中國專利201020199670.8也公開了一種鐵碳微電解廢水處理裝置，其在通過裝置筒體內設置密布填料孔的塑料隔板，隔板與隔板之間用玻璃絲布隔開，從而使填料孔形成以玻璃絲布為底面的小格，鐵碳填料置于密布的填料孔內，同樣的隔板與填料一層層重疊上去，形成一個巨大的蜂巢式鐵碳分解床，這樣各填料孔將鐵碳填料分割成無數小填料體，各小填料體之間不相互接觸，從而克服了現有堆積式電解床的“結疤”、“鈍化”等固有缺陷。

中國專利03206783.6、200920233972.X等也公開了以鐵、碳為正、負極的處理方法和裝置。

但是，在工業廢水中諸多是堿性廢水，因而在微電解法處理時需預先在廢水中加酸，調節其PH值至酸性，經微電解后再用石灰等堿性物質調節回堿性，以便后續處理。這使得處理流程明顯變長，成本顯著增加。

因此，業界迫切需要一種能在堿性條件下發生氧化還原反應的微電極，使得廢水處理時無需反復調節廢水的PH值，從而縮短處理流程，并降低成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種能在堿性條件下發生氧化還原反應的微電極，使得堿性廢水能直接處理而無需調節其PH值。

為實現本發明的目的，本發明人經過大量的研究，設計出一種可直接處理堿性工業廢水的微電極，這種微電極經實驗證明具有良好的處理效果。

根據本發明，用于堿性廢水微電解處理的微電極包括負載于多孔性載體上的粉狀陽極材料和粉狀陰極材料。其中，優選的陽極(負極)材料為鋅粉，優選的陰極(陽極)材料為二氧化錳，而且按重量份計，陽極材料、陰極材料和多孔性載體的比例為0.5～1.5：0.5～1.5：0.2～1.0。堿性廢水是指pH在8～12的廢水。

在本發明的微電極中，所采用的多孔性載體優選為比重小于水的載體，以便在處理廢水時，其能夠產生向上的托舉力，防止陽極材料和陰極材料過于沉積在廢水處理池等的底部。這種向上的托舉力有助于提高微電解處理的效率。載體采用多孔性材料，有助于陽極材料和陰極材料的分布，從而有助于形成眾多的原電池，也進而有助于提高微電解處理的效率。

在本發明的微電極中，所采用的多孔性載體也可以是比重較大的載體，此種情況下，為產生托舉力，可以將負載了陽極材料和陰極材料的載體裝載于能產生托舉力的裝置或材料上，如泡沫材料中：或者將負載了陽極材料和陰極材料的載體分布在位于廢水處理池等中的不同高度處的隔板上等。當然，也可以采用其它類似的裝置或設計。但這樣的設計會增加裝置本身的復雜性或處理工藝的復雜性，也會帶來成本問題。相比而言，在這一方面，采用比重小于水的多孔性載體有其特定的優勢，可降低裝置或處理工藝的復雜性。

優選地，在本發明的微電極中，所采用的多孔性載體是陶粒。陶粒就是陶質的顆粒，是一種人造輕質粗集料，外殼表面粗糙而堅硬，內部多孔，一般由頁巖、黏土巖等經粉碎、篩分、再高溫下燒結而成。根據原料的不同，陶粒可分為頁巖陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、鋁釩土陶粒砂、煤矸石陶粒等：根據強度的不同，陶粒可分為高強度陶粒(強度標號不小于25MPa)和普通陶粒(強度標號小于25MPa)。

陶粒自身的堆積密度小于1100kg/m3，一般為300～900kg/m3。陶粒的最大特點是外表堅硬，外殼呈陶質或釉質，而內部有許許多多的微孔。這些微孔賦予陶粒質輕的特性。陶粒按密度分為一般密度陶粒、超輕密度陶粒、特輕密度陶粒三類，其中，一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒，其強度一般相對較高：超輕密度陶粒一般是指300～500kg/m3的陶粒：而特輕密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒，其保溫隔熱性能非常優異，但強度較差。