[發明專利]四氧化三鐵粒子電極協同電化學氧化處理有機廢水的方法

無效

• 申請號: 201310288416.3
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103304008A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張暉;林恒;侯利瑋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

????本發明屬于廢水處理領域，涉及一種四氧化三鐵粒子電極協同電化學氧化處理有機廢水的方法。

背景技術

工業的發展造成了越來越嚴重的環境水污染，水體中大量污染物嚴重威脅著人類自身的健康。近年來，電化學水處理方法受到了廣泛關注。利用電極過程及其相關反應，通過直接或間接的氧化還原、凝聚絮凝和協同轉化等綜合作用，對水體中的有機污染物具有優良的去除效果。由于電化學方法具有水質凈化效率高，無二次污染，使用方便，易于操控等突出優點，在廢水處理和水質凈化等方面得到了越來越多的應用。

電化學氧化作為電化學方法的一種，能使污染物在陽極表面直接氧化或被陽極產生的強氧化性物質而氧化。在電化學氧化過程中，電極材料對有機污染物的降解具有一定的影響。目前，DSA陽極（尺寸穩定陽極，Dimensional?stable?anode）常常被應用于電化學氧化過程中。DSA陽極主要由基體金屬和覆鍍了具有電催化活性金屬氧化物的表面活性涂層組成。金屬基體起骨架和導電作用，表面活性涂層參與陽極電化學反應。DSA陽極具有化學穩定性高和使用壽命長等優點。而且在電化學氧化過程中，DSA陽極表面可以產生具有強氧化性的羥基自由基(M(^·OH))，M(H₂O)?→?M(^·OH)?+?H⁺?+?e^–，從而氧化水中的有機污染物。

在電場中引入導電粒子能提高電化學氧化對廢水的處理效率。將小顆粒的粒子引入電場可以形成無數帶電的微電極，即粒子電極。由于粒子電極具有巨大的比表面積和較強的導電性，因此能提高電化學氧化過程的傳質速率，并降低能耗。

發明內容

????本發明的目的在于提供一種四氧化三鐵粒子電極協同電化學氧化處理有機廢水的方法，該方法以DSA陽極作為陽極，耐蝕電極作為陰極對水體中的持久性污染物進行降解，并加入四氧化三鐵顆粒作為粒子電極，提高了電化學過程的傳質速率，并降低了能耗。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種四氧化三鐵粒子電極協同電化學氧化處理有機廢水的方法，包括以下步驟：在外加電場的存在下，往有機廢水中加入硫酸鈉作為電解質，將四氧化三鐵投加入有機廢水中，通入電流，進行反應；所述的有機廢水優選為含橙黃Ⅱ的廢水。

所述的外加電場優選為以DSA陽極作為陽極，耐蝕電極作為陰極；所述的DSA陽極優選為Ti/RuO₂-IrO₂平板電極，所述的耐蝕電極優選為不銹鋼平板電極。

所述的有機廢水優選為先將其pH調節為3.0～9.0；更優選的，將pH值調節成3.0。

所述的硫酸鈉的濃度優選為50?mmol/L。

所述的四氧化三鐵的投加量優選為0.2～0.8?g/L。

所述的電流的強度優選為0.2～1.0?A。

本發明方法的有益效果是：

（1）四氧化三鐵粒子能在電化學反應器里中形成無數個微電極，從而強化傳質，降低的能耗，提高了電流效率；

（2）四氧化三鐵粒子具有磁性，易于回收，保證了處理后有效的固液分離，重復利用性高；

（3）本發明工藝操作簡單易行，且去除效果較好。

具體實施方式

偶氮染料類污染物為典型的有機廢水，偶氮染料是目前應用最廣泛的合成染料且難以被生物降解。偶氮染料具有毒性和致癌性，這使染料廢水的處理成為當今社會廣泛關注的問題。因此，實施例中選用偶氮染料橙黃Ⅱ作為目標污染物。

下面通過實施例對本發明作進一步說明，闡明本發明的突出特點和顯著進步，僅在于說明本發明而絕不限于本發明。

實施例1

對比（1）單獨四氧化三鐵、（2）單獨電解和（3）四氧化三鐵粒子電極電化學氧化三種體系對橙黃Ⅱ降解效率的影響，各體系操作條件及對橙黃Ⅱ降解的結果如下所示。

（1）單獨四氧化三鐵體系

橙黃Ⅱ溶液濃度：25?mg/L；橙黃Ⅱ廢水體積：200?mL；pH值：3.0；硫酸鈉濃度：50?mmol/L；四氧化三鐵投加量：0.5?g/L。

（2）單獨電解體系