[發明專利]一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置、其制備方法及其使用方法

有效

• 申請號: 202011494876.8
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112624271B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 姜筆存;高澤楠;于偉華;宋均軻;屈晉云;談政焱;司徒瑜霞;劉浩亮;林加文;賀雨舟
• 申請（專利權）人: 南京大學鹽城環保技術與工程研究院;南京環保產業創新中心有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 吳雪健

1.一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置，其特征在于：包括陰極單元和至少2個陽極，所述陽極設置于陰極單元相對的兩側；

所述陰極單元包括至少2個陰極，陰極的排列方式為由一側陽極向另一側依次設置；

陰極材料為石墨氈，任意兩個相鄰的陰極上供應的電位不同，任意兩個相鄰的陰極上的負載不相同；

所述陰極電位ψ的計算方式為，

ψ=A（sgn（sin（nt）））+q

其中，

ψ為陰極電位，V；

t為污染物處理時間，s；

A為振幅常數，A=0.5-1；

n為第n片陰極；

q為基準電位，q=0.05-5，V。

2.根據權利要求1所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置，其特征在于：所述陰極的厚度為1-20mm，和/或

所述陰極上的負載為氧化錫、氧化銻、氧化鈰、氧化釕、氧化銥、氧化銅、氧化鈷、氯化錫、氯化銻、氯化鈰、氯化釕、氯化銥、氯化銅、氯化鈷、硝酸錫、硝酸銻、硝酸鈰、硝酸釕、硝酸銥、硝酸銅、硝酸鈷中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置，其特征在于：所述陽極為DSA陽極，和/或

所述陰極所使用的石墨氈的純度≥95%，石墨氈的密度為0.08-0.17g/cm³，石墨氈的氣孔率為80%-90%。

4.權利要求1-3任意一項所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的制備方法，其特征在于：先對石墨氈進行清洗，清洗后進行烘干；再將烘干后的石墨氈放入H₂O₂溶液中改性，改性后進行烘干，制備得到改性石墨氈；再對改性石墨氈進行負載，得到陰極；將陰極依次排列，得到陰極單元；最后將陽極安裝在陰極單元的兩側。

5.根據權利要求4所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的制備方法，其特征在于，石墨氈的清洗步驟為：依次使用乙醇、1%-10%質量分數的稀硝酸、1%-10%質量分數的稀堿液和去離子水清洗，清洗后的烘干溫度為50-100℃。

6.根據權利要求4所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的制備方法，其特征在于：H₂O₂溶液的質量分數為10%-30%，改性溫度為40-55℃，改性時間為3-5h，改性后的烘干溫度為50-100℃。

7.一種權利要求1-3任意一項所述的多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的使用方法，其特征在于：在任意兩個相鄰的陰極上供應不同的電位，同時根據水質的COD濃度調整任意相鄰的陰極之間的距離。

8.根據權利要求7所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的使用方法，其特征在于：任意相鄰的兩個陰極之間的距離為L，L的計算方法如下，

L=kt^1/b+c

其中，

L為任意相鄰的兩個陰極之間的距離，cm；

k為偏正系數，當廢水呈還原性時，k=-1；當廢水呈氧化性時，k=1；

t為廢水中的COD濃度，mg/L；

b為積分常數，b=0.1-5；

c為經驗校正常數，c=-5~30。

9.根據權利要求7所述的一種多孔基質負載的多層電極電化學廢水處理裝置的使用方法，其特征在于：還包括調節回流比；進水中的COD濃度為m，進水中的TN濃度為n；

當m:n＞20，回流比為200%-500%；

當m:n≤20，回流比為50%-200%。