[發(fā)明專(zhuān)利]一種DSA陽(yáng)極電催化滅活船舶壓載水中藻類(lèi)的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010969105.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111995134A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張錦;杜軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/06
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/06;C02F1/461;C02F1/467
• 代理公司: 大連東方專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

本發(fā)明提供一種DSA陽(yáng)極電催化滅活船舶壓載水中藻類(lèi)的方法和裝置，其中電催化采用DSA金屬氧化物涂層電極為陽(yáng)極，碳棒為陰極，DSA金屬氧化物涂層電極以鈦板為電極基體、采用熱分解法進(jìn)行涂層涂覆制得。所述DSA金屬氧化物涂層電極的制備是將按一定比例配比的含Ru、Ir、Sn、Sb的氧化物有機(jī)溶液混合形成涂層溶液涂覆于鈦板基體表面，于80℃的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥5min，然后于500℃的馬弗爐內(nèi)熱分解5min，取出后冷卻至室溫，完成一次涂層涂覆過(guò)程，重復(fù)涂覆15?20次制得。實(shí)施本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明方法可以直接處理壓載水，對(duì)其中不同種類(lèi)藻的滅活率可達(dá)99％以上；本發(fā)明借助原海水條件形成間接氧化作用，提高了氧化性物種的產(chǎn)生率，增加了藻類(lèi)的滅活效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶中水藻類(lèi)等生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種DSA陽(yáng)極電催化滅活船舶壓載水中藻類(lèi)的方法和裝置。

背景技術(shù)

世界海洋運(yùn)輸完成了80％以上的全球貿(mào)易，占領(lǐng)了運(yùn)輸業(yè)的絕大部分，但是海洋運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的非本土生物入侵風(fēng)險(xiǎn)。船舶壓載水異地排放帶來(lái)的外來(lái)生物入侵問(wèn)題早在1973年就得到了聯(lián)合國(guó)國(guó)際海事組織和海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)的關(guān)注。1997年通過(guò)的《關(guān)于控制和管理船舶壓載水以減少有害水生生物和病原體遷移的指南》，2004年聯(lián)合國(guó)國(guó)際海事組織通過(guò)的《國(guó)際船舶壓載水和沉積物管理與控制公約》于2016年達(dá)到生效條件，所有這些標(biāo)志著對(duì)船舶壓載水生物排放有了更加明確的限制。

電催化技術(shù)是二十一世紀(jì)電化學(xué)產(chǎn)業(yè)的新型力量，作為一種高級(jí)氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。電催化不僅在廢水處理等方面應(yīng)用較廣，在微生物處理中也取得了相當(dāng)大的研究進(jìn)展，其不僅可以有效降低微生物的活性、豐富度、多樣性，而且比氯化法對(duì)微生物的傷害更大。電極材料不同對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的總體效能會(huì)產(chǎn)生明顯影響，尤其是陽(yáng)極在電催化中會(huì)發(fā)生很大的消耗，影響著電極的使用壽命，所以陽(yáng)極材料的研究在電化學(xué)研究中占據(jù)至關(guān)重要的地位。尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極(DSA)作為一種新型電極材料在二十世紀(jì)六十年代后期問(wèn)世，并漸漸成為工程領(lǐng)域中的重要電極，在電化學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。DSA是一種涂層電極，金屬氧化物涂層比純金屬涂層具有更高的穩(wěn)定性和電導(dǎo)率，對(duì)基體有更好的吸附效果。目前DSA材料因其可選擇性強(qiáng)、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)在電催化陽(yáng)極材料的研究中迅速發(fā)展。

目前船舶壓載水的電化學(xué)處理技術(shù)主要采用電解法，依靠電解海水產(chǎn)生次氯酸、次氯酸鈉等將微生物體內(nèi)的生物酶氧化分解致使其失效，或者作用于微生物的細(xì)胞壁，使其通透性增大，導(dǎo)致細(xì)胞因細(xì)胞質(zhì)流出而死亡。但常規(guī)電解法電流效率低，細(xì)胞滅活致死效能差。因此開(kāi)發(fā)一種通用、高效的船舶壓載水生物滅活技術(shù)和裝置意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種DSA陽(yáng)極電催化滅活船舶壓載水中藻類(lèi)的方法和裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種DSA陽(yáng)極電催化滅活船舶壓載水中藻類(lèi)的方法，包括如下步驟：

S1、壓載水注入，船舶壓載水由進(jìn)水管直接接入反應(yīng)池；

S2、曝氣，通過(guò)曝氣泵和內(nèi)置在反應(yīng)池的曝氣裝置實(shí)現(xiàn)曝氣；

S3、電催化，通過(guò)電催化裝置插入反應(yīng)池中進(jìn)行電催化，電催化裝置的電極DSA金屬氧化物涂層陽(yáng)極和碳棒陰極組成，在電解作用中會(huì)產(chǎn)生大量的氧化性物質(zhì)發(fā)揮強(qiáng)氧化作用于藻類(lèi)細(xì)胞致使藻類(lèi)滅活，同時(shí)電催化作用使得藻細(xì)胞生物膜發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)破壞細(xì)胞膜，同時(shí)電催化作用對(duì)藻細(xì)胞內(nèi)葉綠體等細(xì)胞器造成損傷，從而使細(xì)胞致死；

S4、靜置，在S3步驟反應(yīng)池中電解處理后，將含有大量氧化性物質(zhì)的出水通過(guò)出水管進(jìn)入靜置池；

S5、排出，在靜置池中經(jīng)殘余氧化物氧化反應(yīng)0-30min后經(jīng)出水口排出，完成一個(gè)處理循環(huán)。

進(jìn)一步的，DSA金屬氧化物涂層電極由鈦板基體浸漬涂覆金屬氧化物有機(jī)溶液經(jīng)熱分解法制得。