[發明專利]一種用于污水處理的自生電壓顆粒微電極及制備方法

在審

• 申請號: 201811544349.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109592750A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張眾益
• 申請（專利權）人: 張眾益
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/20
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明涉及一種用于污水處理的自生電壓顆粒微電極及制備方法，屬于污水處理領域。本發明包括內部結構和外部結構，其中內部結構包括：磁生電裝置、導線和封裝體；外部結構包括：球型殼體及分布在球型殼體上的正、負電極；所述球型殼體內的正、負電極通過導線分別與磁生電裝置上的線圈兩端相連，使正、負電極存在電位差，球型殼體外的所有正、負電極的端部均裝有絕緣安全帽。本發明在無需外接電源、不消耗材料的情況下產生持久電位差，球型殼體外圍可涂覆催化材料，高效去除廢水中高濃度有機物和重金屬離子、提高可生化性，并能徹底解決傳統微電解技術運行過程中的填料鈍化、板結等問題。

技術領域

本發明涉及一種廢水處理裝置及其制備方法，特別是涉及一種用于污水處理的自生電壓顆粒微電極及制備方法。

背景技術

隨著社會的進步和人類生活水平的提高，產生的各種工業廢水、生活污水越來越多，對水環境質量和人類健康的危害也日趨嚴峻。因此需要對污廢水進行處理，使其達標排放或循環利用，節約水資源。

對于高濃度難降解有機廢水(COD一般均在2000mg/L以上，BOD₅/COD值一般均在0.3以下甚至更低)如石油類廢水、焦化廢水、制藥廢水、紡織/印染廢水、油漆廢水及化工廢水的處理，通常需要經預處理后再進行生物降解。

現有的預處理方法主要包括混凝沉淀、氣浮、電解、Fenton氧化、臭氧及光催化氧化等及其組合工藝。其中微電解技術是高濃度有機廢水預處理的一種理想工藝，它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產生的電位差對廢水進行電解處理，以達到降解有機污染物和提高可生化性的目的。

鐵在酸性條件下釋放鐵離子生成新生態Fe²⁺，Fe²⁺具有氧化-還原作用，能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應：(1)將六價鉻還原為三價鉻；(2)將汞離子還原為單質貢；(3)將硝基還原為氨基；(4)將偶氮廢水的有色基團或助色基團氧化一還原，達到降解脫色作用，提高廢水的可生產化性。生成的Fe²⁺調節pH值進一步產生Fe³⁺；Fe³⁺是一種很好的絮凝劑，它們的水合物具有較強的吸附-絮凝作用。Fe在堿的作用下進一步產生氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠遠高于外加化學藥劑,分散在污水中的懸浮物、有毒物、金屬離子及有機大分子能被吸附—絮凝沉淀，絮凝效果較好。

傳統鐵碳微電解以廢鐵屑為材料，具有以廢治廢的意義。但該種材料在實際應用中存在易板結和填料更換頻繁等問題，且在反應過程中鐵消耗而碳不消耗，導致添加填料不能按要求比例進行，影響處理效率。公開號CN106139835A中提到一種鐵碳微電解填料的制備方法：將赤鐵礦粉、焦炭原粉、椰殼粉、碳基粘合劑按照質量百分比為79％、13％、5％、3％混合均勻，將混合后的原料制作成橢圓顆粒填料，然后經過烘干、焙燒、冷卻得到橢圓型微電解填料。此發明的優點在于填料的制備方法簡單、原材料充裕、成本低廉，對有機物的去除效率高，使用周期長，不易鈍化、堵塞和板結。缺點是由于鐵與炭是物理接觸，之間很容易形成隔離層使微電解不能繼續進行而失去作用，這就不可避免的頻繁地更換微電解材料，對處理效果和效率產生影響，且工作量大。

發明內容

本發明的目的是：提供一種用于污水處理的自生電壓顆粒微電極及制備方法，利用該顆粒微電極處理污水能夠有效降解污水中的有機污染物和重金屬離子，提高污水的可生化性。

本發明是通過以下技術解決方案，實現上述發明目的：

一種用于污水處理的自生電壓顆粒微電極，包括內部結構和外部結構，所述內部結構包括：磁生電裝置、導線和封裝體；外部結構包括：球型殼體及分布在球型殼體上的正、負電極；所述球型殼體內的正、負電極通過導線分別與磁生電裝置上的線圈兩端相連，使正、負電極存在電位差，球型殼體外的所有正、負電極端部均裝有絕緣安全帽。