[發明專利]一種地下水中三價砷的電化學氧化方法

有效

• 申請號: 201410169378.4
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103922446A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 袁松虎;錢傲
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467;C02F1/58
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

1.一種地下水中三價砷的電化學氧化方法，其特征在于：在含砷的地下水區域先構建電化學氧化裝置，包括設有進水口和凈化水出口的水容器，水容器中安裝有陰陽電極，在水容器內其余空間填充惰性顆粒材料，填充后惰性顆粒材料之間形成密集的空隙；在水容器的外部設置直流電源、電流表和水泵；采用水泵將含砷的地下水泵入水容器中，由外設的直流電源向陰陽兩個電極提供電流，通過調節電流控制砷(III)在陽極的氧化速率及電解水產生氧氣的速率，在陰極表面局部堿性條件下氧氣被還原生成過氧化氫將砷(III)氧化為砷(V)，實現可控制地氧化地下水中砷(III)。

2.根據權利要求1所述的一種地下水中三價砷的電化學氧化方法，其特征在于：至少包括如下步驟：

①、構建電化學氧化裝置：包括設有進水口和凈化水出口的水容器，在水容器內壁安裝有陰陽電極，在水容器外設置直流電源和電流表，在水容器的進水口前端安裝水泵；

②、電極的選擇：陰陽電極均選用鈦涂層電極材料；采用網狀電極，以利于水的流動和提高電流效率；

③、電極的安裝：在進水口一側橫截面安裝陽極，水流先經過陽極再流經陰極，陰陽兩電極平行放置、中心的間距為50～500mm，水容器的其余空間填充惰性顆粒材料；

④、含砷(III)地下水的處理方式：開啟水泵，將含砷(III)地下水泵入水容器中，同時開啟穩壓直流電源向陰陽電極提供5～5000mA電流，含砷(III)地下水先通過陽極被陽極電解產生的氧氣飽和，小部分砷(III)在陽極被氧化；隨后地下水流經陰極，陰極電解水產生局部堿性條件，溶解在水中的氧氣被還原生成過氧化氫將砷(III)氧化為砷(V)；

⑤、監測地下水中三價砷的濃度，通過調節直流電流控制電化學氧化效果和能耗優化：根據監測凈化處理后地下水中砷(III)的濃度高低，對電流進行調節，若凈化處理后出水中砷(III)濃度超過10μg/L，則調高總電流以提高陽極產氧量及陰極附近pH，以提高砷(III)的氧化率，從而保證砷(III)的氧化效果；若凈化處理后出水砷(III)濃度低于1μg/L則降低電流，在保證修復效果的同時降低電能消耗。

3.根據權利要求2所述的一種地下水中三價砷的電化學氧化方法，其特征在于：步驟②所述的網狀陰陽兩電極水平截面與水容器內壁橫截面形狀和大小均相同。

4.根據權利要求2所述的一種地下水中三價砷的電化學氧化方法，其特征在于：步驟③所述的水容器中填充惰性顆粒材料后形成的空隙率為0.3～0.5，所述的惰性顆粒材料包括具有3～10mm粒度的玻璃珠、石英砂或顆粒碳類材料。