[發(fā)明專利]一種加速電催化氧化降解有機污染物的裝置及方法

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• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109928464A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 孫夢穎;馬建鋒;黃文艷;王晉;楊寶珠
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種加速電催化氧化降解有機污染物的裝置及方法，以傳統(tǒng)長方體電催化反應槽為基礎，在反應槽內陰極和陽極之間設置兩塊篩板，兩塊篩板間填充二氧化錳顆粒，并在兩塊篩板間設置通氣管，用于通入二氧化硫氣體。接通電流的同時向待處理廢水中通入二氧化硫氣體，使得一部分有機物在溶液中被反應生成的Mn³⁺降解，另一部分在電極表面發(fā)生氧化反應，大大加快有機物氧化，且節(jié)省了電力。在整個反應過程中，二氧化錳被循環(huán)利用，無需再添加。采用該裝置進行廢水處理，能耗低，條件溫和，效率高，可循化利用，并且對環(huán)境友好。

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護中廢水處理技術領域，具體涉及一種加速電催化氧化降解有機污染物的裝置及方法。

背景技術

隨著世界各國工業(yè)的迅猛發(fā)展，廢水的排放量急劇增加，尤其是化學、農藥、染料、醫(yī)藥、食品等行業(yè)排放的廢水，其濃度高、色度大、毒性強，含有大量生物難降解的成分，給全球帶來了嚴重的水體污染。

常用的廢水處理技術主要有物理法、化學法、生物法，其中，物理法、化學法容易引起二次污染；生物法以其經(jīng)濟性和較高的處理效率成為目前使用廣泛的、能使污染物最終無機化、礦物化的方法，但它只能有效地處理生物相容的有機物。當廢水中含有難降解有機物或生物毒性污染物時(如許多芳香烴及其衍生物)，直接利用生物法處理該廢水就暴露出其局限性，當COD過高或毒性較大時，細菌就無法生存或者會急劇死去；細菌的生存環(huán)境是15～30℃，當溫度不在該范圍內時，細菌無法存活，或者需要花費大的資金保證其所需溫室環(huán)境。

針對難降解有機廢水的特性，國內外研究者在現(xiàn)有方法的基礎上發(fā)展了高級氧化技術，即利用光、聲、電、磁或無毒試劑的催化氧化技術，處理有機廢水，已成為當前世界水處理相當活躍的領域。高級氧化技術包括光催化氧化技術、濕式催化氧化技術、Fenton氧化技術、超臨界水氧化技術、超聲波氧化技術以及電催化氧化技術等。其中電催化氧化技術是利用具有高析氧電位和良好催化活性的陽極發(fā)生電極反應，產生羥基自由基等強氧化劑，從而降解廢水中有機污染物的技術。

與其他高級氧化技術相比，電催化氧化水處理技術反應條件溫和，過程易于控制，無二次污染，其具有多功能性、高度的靈活性、易于自動化、無二次污染等其他水處理技術無法比擬的優(yōu)點，尤其對那些難于生化降解、對人類健康危害極大“三致”致癌、致畸、致突變有機污染物的去除具有很高的效率，具有極大的技術優(yōu)勢，受到了科研工作者的廣泛關注和研究。但是，電解催化過程中通常需要消耗大量的電力。因此，迫切需要開發(fā)一種低能耗的電催化氧化水處理裝置及方法。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種加速電催化氧化降解有機污染物的裝置及方法，采用該裝置進行廢水處理，能耗低，條件溫和，效率高，可循化利用，并且對環(huán)境友好。

一種加速電催化氧化降解有機污染物的裝置，包括電催化反應槽，所述電催化反應槽內設置有陰極極板和陽極極板，其中，

在所述陰極極板和陽極極板之間設有兩塊篩板，所述兩塊篩板互相平行且相對設置；

在所述兩塊篩板之間填充有若干二氧化錳顆粒；

在所述兩塊篩板之間還設置有通氣管，用于向所述電催化反應槽內通入二氧化硫氣體。

優(yōu)選的技術方案中，所述電催化反應槽為長方體。采用傳統(tǒng)的長方體電催化反應槽，本發(fā)明的結構只需要在傳統(tǒng)長方體電催化反應槽的基礎上作些改動即可，改進成本低。

優(yōu)選的技術方案中，所述陽極極板為涂層鈦陽極極板、石墨電極極板或鉛基錳合金電極極板。

優(yōu)選的技術方案中，所述陰極極板采用一般惰性材料，例如石墨板或不銹鋼板。

優(yōu)選的技術方案中，所述陰極極板和陽極極板的極板間距為5～30cm。

優(yōu)選的技術方案中，所述陰極極板和陽極極板間的電壓為3～8V。