[發(fā)明專利]適用于脫硫廢水處理的涂層電極及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810190546.6
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108298645A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚文軼;劉廷鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/463;C02F1/467;C02F1/72;C02F101/20;C02F101/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 鄧麗;王偉

本發(fā)明公開了一種適用于脫硫廢水處理的涂層電極及其制備方法，制備得到一種鈦基改性涂層電極，與傳統(tǒng)鋁/鐵極板作為感應(yīng)電極，與陰極一起構(gòu)成電化學(xué)反應(yīng)器，對富含懸浮物、重金屬和高鹽為特點的脫硫廢水進行降解的方法。所述鈦基改性涂層電極的采用，對脫硫廢水中高含量的氯離子具有高效、高選擇性電化學(xué)轉(zhuǎn)化，并且氯離子氧化產(chǎn)物對脫硫廢水中還原物質(zhì)的強氧化能力，達到降解脫硫廢水中的氯離子和COD目的。同時，改性涂層的使用，冷卻水水浴以及定期電極交換，可以避免極板在脫硫廢水中失活和結(jié)垢。從而為脫硫廢水的處理提供了新的解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火電廠脫硫廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是對脫硫廢水中氯離子具有抗腐蝕、高活性的涂層電極制備方法。

背景技術(shù)

火電是我國能源獲取的重要方式。當(dāng)前在我國，煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的含有二氧化硫等煙氣主要采用石灰石-石膏法進行凈化處理。該工藝特點就是會產(chǎn)生大量脫硫廢水。脫硫廢水水質(zhì)復(fù)雜，除了含有大量的鈣鎂離子、固體懸浮物（SS）外，根據(jù)煤種和工藝的不同，還含有對環(huán)境有潛在危害的重金屬和腐蝕性強、濃度很高的氯離子等鹽類。傳統(tǒng)處理脫硫廢水多采用物化法即三聯(lián)箱工藝處理，它是以中和、沉淀、絮凝等物理化學(xué)方法為主，通過中和箱、沉降箱、絮凝箱三個主體構(gòu)筑物實現(xiàn)脫硫廢水處理。但三聯(lián)箱工藝出水水質(zhì)不穩(wěn)定，對鈣鎂離子、氯離子等作用不大，如直排放會對環(huán)境產(chǎn)生一定的危害。此外，該方法還需外加大量藥劑、污泥產(chǎn)生量大、占地面積大等不足。因此對脫硫廢水的深度處理已成為燃煤電廠可持續(xù)發(fā)展的重要課題。近年來，以電化學(xué)為代表的新型技術(shù)被用于脫硫廢水的處理中。其中電絮凝法以原位產(chǎn)生絮凝劑、不需投加化學(xué)藥劑、集凝聚絮凝作用和氣浮分離等作用為一體等特點受到關(guān)注，該技術(shù)能夠?qū)U水中的有毒重金屬離子、濁度、懸浮物等進行有效的預(yù)處理去除。將該技術(shù)與膜處理減量化、蒸發(fā)技術(shù)聯(lián)合使用，在燃煤電廠脫硫廢水的零排放工藝中有著巨大競爭力。

然而，脫硫廢水呈弱酸性，固體懸浮物、重金屬、鹽類含量高，因此傳統(tǒng)電絮凝Al、Fe陽極鈍化、腐蝕情況嚴(yán)重，導(dǎo)致處理效果不理想。迫切需要在保證脫硫廢水處理效率的同時，發(fā)展新的適用于脫硫廢水電化學(xué)處理的陽極。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于制備出對脫硫廢水中氯離子具有高活性、高選擇性、化學(xué)穩(wěn)定性良好的改性涂層電極。并將其與傳統(tǒng)可溶性電極Al或Fe一起，構(gòu)成具有電絮凝和電催化氧化協(xié)同作用的電化學(xué)反應(yīng)池。通過電化學(xué)作用，在脫除重金屬離子、濁度、懸浮物等污染物同時，還可以使得脫硫廢水中的氯離子在涂層電極上析出，達到降低氯離子含量，保護電絮凝過程中的可溶性電極的作用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：在經(jīng)過打磨、清洗、蝕刻等預(yù)處理的金屬鈦基體表面，通過浸漬法或電化學(xué)沉積法將一定摩爾比例的涂液均勻覆蓋在鈦基體表面。經(jīng)反復(fù)烘干、高溫氧化、涂覆等環(huán)節(jié)，制備不同金屬摻雜的涂層電極。以所制備的Ti基氧化物涂層電極或改性涂層電極為陽極，不銹鋼極板為陰極，Al或Fe板作為可溶性電極，構(gòu)成高效電化學(xué)反應(yīng)器處理脫硫廢水。

上述的鈦基改性涂層電極制備方法中，其預(yù)處理方法特征在于：鈦板基體須經(jīng)過去除表面氧化膜，水洗，蝕刻后使用。蝕刻過程包括將鈦板置于10~40％的草酸溶液中，微沸蝕刻1~2h，處理后鈦板表面形成凹凸不平的灰色麻面層；水洗干凈后，置于純凈水中備用。