[發明專利]一種ECH-SBR組合工藝無害化降解五氯酚方法

有效

• 申請號: 201410103417.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103880246A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 孫治榮;沈海濤;魏學鋒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/461;C02F101/34;C02F101/36
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明利用電化學還原脫氯（ECH）-序批式活性污泥法（SBR）組合工藝無害化降解五氯酚（PCP），屬于電化學水處理技術領域。

背景技術

氯酚類化合物是一類典型的難降解、毒性大且具有良好的化學穩定性和熱穩定性的有機污染物,被美國環保列為優先控制污染物，目前還沒有成熟的處理技術。針對氯酚這種污染物目前主要有兩大研究趨勢：一是單純利用一種技術實現氯酚的去除，如吸附，高級氧化，生物氧化等；二是只將氯酚轉化為毒性較小的苯酚，如還原脫氯技術等。吸附法只是改變了氯酚的存在方式并沒有真正破壞污染物，有累積性，有可能進入人類的食物鏈，存在著潛在危害。高級氧化或者生物氧化會帶來氯對苯二酚，氯化聯苯，氯乙酸，氯代馬來酸等多種劇毒，難降解的中間產物。還原脫氯只停留在將氯酚轉化為毒性較小的苯酚，而苯酚同樣也屬于環境優先污染物。所以目前的這些技術都沒有實現氯酚的無害化降解。

本發明中采用ECH-SBR組合工藝無害化降解PCP，首先利用高催化活性Pd-Cu電極將PCP高效轉化為苯酚；同時以苯酚為唯一碳源，馴化活性污泥，最終利用馴化的活性污泥將脫氯產物苯酚降解，從而實現PCP的無害化去除。

Tie?Li等制備了Pd-Fe陰極用于四氯化碳（CT）及三氯乙烯（TCE）的脫氯，當連續運行反應器（9個月），Pd-Fe陰極脫氯性能穩定[①Environmental?Science?&?Technology.1999,34(1):173-179]。Chunyue?Cui等制備了Pd/MWCNTs/graphite電極將此電極用于PCP的脫氯[②Applied?Catalysis?B:Environmental.2008,80(1-2):122-128]。Ma?chunan等制備了粗糙Ag-Pd陰極將其用于2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）的脫氯[③Electrochemistry?Communications.2009,11(11):2133-2136]。文獻①,②,③只將氯代有機物轉化為毒性較小的有機物，都未真正涉及到氯代有機物的完全無害化處理，屬于前處理技術。與上述文獻對比，本發明首次采用ECH-SBR組合工藝降解PCP是以最終實現PCP的無害化降解為目標，易于管理、價格低廉、無二次污染、具有創造性。

發明內容

本發明的目的是采用ECH-SBR組合工藝無害化處理PCP，實現PCP的無害化降解。

為實現上述目的，本發明一種ECH-SBR組合工藝無害化降解PCP方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）在15mM?Pd²⁺、5mM?Cu²⁺、pH1.0電解液中，以鈦網為陰極，鉑片為陽極，采用恒電位-0.9V（相對于Hg/Hg₂SO₄電極）沉積25min，得到Pd-Cu/Ti電極；電位掃描范圍為-800mV～700mV，掃描速度為50mV/s，循環伏安（CV）掃描Pd-Cu/Ti電極50圈得到CV50Pd-Cu/Ti電極；

（2）兩極室電解池的陰極室加入10mg/L?PCP溶液和Na₂SO₄，使得Na₂SO₄為0.05M，陽極室加入0.05M的Na₂SO₄，并用0.1M硫酸調節陰極室pH為2.3，陰極室和陽極室內溶液體積相同，步驟（1）中制備的CV50Pd-Cu/Ti電極置于陰極室中，以鉑片為對電極放置于陽極室，5mA下脫氯90min，收集每次脫氯結束后的陰極反應液；

（3）在1～95d，在SBR反應器中以苯酚、葡萄糖和蛋白胨作為碳源以及微生物所需營養鹽，馴化活性污泥，使得總的COD為150±40mg/L，其中在第1～95天隨著馴化的進行，苯酚的濃度在1～40mg/L范圍內逐步增加；從第96天起改為以苯酚作為唯一碳源，馴化活性污泥，苯酚濃度40～50mg/L，直至出水穩定。

（4）取步驟（3）馴化的活性污泥，加入到SBR反應器，再加入步驟（2）中收集的陰極反應液及微生物所需營養鹽，調節活性污泥濃度為800～1000mg/L，曝氣，使得DO為2～3mg/L，曝氣降解，優選曝氣1h。

采用上述方法實現PCP的礦化，真正實現PCP的無害化降解。