[發(fā)明專利]一種電化學(xué)去除對(duì)二甲苯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811061142.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-12
• 公開（公告）號(hào): CN109110882B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞寧;宋文東;郭健;紀(jì)麗麗;蔡璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;C02F1/72;B01J23/10;B01J35/02;C02F101/32
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明公開了一種電化學(xué)去除對(duì)二甲苯的方法，包括催化劑制備、電化學(xué)氧化和檢測(cè)，其中二氧化鈰催化劑制備電解液采用硝酸鈰和硝酸銨溶液，且在電解過程中加入環(huán)己二酮和2?辛炔醇；電化學(xué)氧化對(duì)二甲苯電解液組成為甲醇、去離子水和硫酸鈉，電解用陽極材料為經(jīng)氟樹脂改性的β?PbO，且對(duì)陽極材料β?PbO進(jìn)行預(yù)處理：采用含Sb₂O₅的N?甲基吡咯烷酮漿液浸泡處理，然后蒸餾水洗。本發(fā)明去除對(duì)二甲苯的方法操作簡單，能耗低，對(duì)二甲苯降解效率高，可有效應(yīng)用于工業(yè)廢水中有機(jī)物的處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電化學(xué)去除對(duì)二甲苯的方法。

技術(shù)背景

早在20世紀(jì)三四十年代，電化學(xué)方法就已應(yīng)用于處理含重金屬離子的廢水；至60年代后期，隨著有機(jī)電化學(xué)理論研究的深入以及涂層電極的問世，電化學(xué)方法開始應(yīng)用于有機(jī)廢水的處理，近年來得到了更快的發(fā)展。在工業(yè)廢水和生活污水中，有機(jī)污染物所占比例甚大。對(duì)于多數(shù)有機(jī)污染物，采用傳統(tǒng)生物處理工藝可實(shí)現(xiàn)有效降解，但對(duì)于某些化學(xué)合成的有機(jī)污染物，如三鹵甲烷類(THMs)、多氯聯(lián)苯類(PCBs)、多溴聯(lián)苯類(PBBs)、苯并(a)芘、壬基酚、雙酚A和鄰苯二甲酸酯類，也稱之為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs)或持久性有機(jī)污染物(POPs)，目前自然環(huán)境中的微生物菌種無法實(shí)現(xiàn)有效降解。更為甚者，在地下水與飲用水中也已檢測(cè)到其存在。這類持久性有機(jī)污染物在很低濃度下就能夠進(jìn)入人體內(nèi)部，產(chǎn)生類似雌性激素的作用，干擾人體正常的激素分泌，對(duì)人類及生物危害性極大。

常用的電化學(xué)方法有電氧化法、電還原法、電凝聚法、電滲析法、電氣浮法、磁電解法、微電解法等。和其他廢水處理方法比較，電化學(xué)方法具有適應(yīng)面廣、可控性強(qiáng)、流程簡短、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)法處理持久性有機(jī)廢水的實(shí)質(zhì)，就是直接或間接地通過活性陽極的電催化作用，將之轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O等物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)變成易于生物降解的小分子有機(jī)化合物，從而實(shí)現(xiàn)有效去除。其中，電化學(xué)氧化技術(shù)借助具有電催化活性的陽極材料，能有效形成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基(·OH)，既能使持久性有機(jī)污染物發(fā)生分解并轉(zhuǎn)化為無毒性的可生化降解物質(zhì)，又可將之完全礦化為二氧化碳或碳酸鹽等物質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于持久性有機(jī)污染物廢水處理，不僅可彌補(bǔ)其他常規(guī)處理工藝的不足，還可與多種處理工藝有機(jī)結(jié)合提高水處理經(jīng)濟(jì)性。

目前，國內(nèi)電化學(xué)水處理技術(shù)的研究應(yīng)用和國外相比還顯得比較分散、不系統(tǒng)，多集中于重金屬的去除和含氰廢水的處理，但已有一定的基礎(chǔ)和進(jìn)展。隨著電化學(xué)法在有機(jī)廢水處理方面研究的不斷深入，國內(nèi)許多人正熱衷于生物不相容的有機(jī)廢水的研究與應(yīng)用。楊衛(wèi)身等研究了用復(fù)極性固定床電極處理偶氮類染料活性藍(lán)和絡(luò)合染料活性艷綠廢水，其處理效果：COD去除效率可達(dá)50％以上，脫色率可達(dá)98％以上；對(duì)蒽醌染料廢水的處理，COD去除效率可達(dá)90％以上，脫色率近100％。在處理過程中，一方面產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的·OH，使有機(jī)物進(jìn)行無選擇的氧化降解反應(yīng)；另一方面，廢水中有機(jī)物又可以在催化劑的表面上由于電場(chǎng)的激活而被選擇性地催化轉(zhuǎn)化，因而具有很好的去除有機(jī)污染物的效果。周明華等以經(jīng)氟樹脂改性的β-PbO₂為陽極，處理含酚模擬廢水，在電壓為7.0V，pH值為2.0的條件下，降解模擬苯酚廢水25min，其COD可降至60mg/L以下,揮發(fā)酚可完全去除。匡少平等在隔離陰陽極室的條件下進(jìn)行電化學(xué)法降解含酚廢水試驗(yàn)，苯酚的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到95％以上。同時(shí)陽極分別使用鉛電極和鈦上電沉積二氧化鉛電極作對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用Ti/PbO₂電極，苯酚降解得更加徹底。謝光炎等以自制的PbO₂為陽極，在堿性條件(pH＝10)下，電解134min，將硝基苯酚溶液的質(zhì)量濃度從200mg/L降低到1mg/L以下，BOD/COD值達(dá)到0.63，該工藝對(duì)后續(xù)生化處理有重要的實(shí)用價(jià)值。趙德明等利用電化學(xué)腐蝕法預(yù)處理對(duì)氟硝基苯廢水，可以使廢水中的對(duì)氟硝基苯轉(zhuǎn)化為氨基氟苯，從而提高廢水的可生化性，有效去除對(duì)氟硝基苯對(duì)微生物的毒性，達(dá)到預(yù)處理的效果。

發(fā)明內(nèi)容