[發(fā)明專利]一種基于電動活化過硫酸鹽技術的工藝與裝備

有效

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• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113264583B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 曾躍春;劉志陽;沈詣;倉龍;郭都;郭寶蔓;張堅毅
• 申請（專利權）人: 江蘇大地益源環(huán)境修復有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/461
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發(fā)明公開了一種基于電動活化過硫酸鹽技術的工藝與裝備，該裝備包括陽極反應釜、陰極反應釜、可調式直流電源，高精度可變電阻器；所述陽極反應釜上設有可上下移動的陽極電極；陰極反應釜上設有陰極電極；陽極電極和陰極電極分別與可調式直流電源的正、負極相電連；在陽極反應釜和陰極反應釜側壁接近底部的位置分別設有一個底部惰性電極，在兩個底部惰性電極之間用一根導線相電連，在導線中間串聯(lián)高精度可變電阻器。通過精準控制陽極電極在藥劑中的深度、可調式直流電源的電壓和高精度可變電阻器的電阻，就可以十分有效地控制電動活化的電流，進而控制了電動活化過硫酸鹽的速度和質量，本發(fā)明的方法操作簡單，有著廣闊的工程和市場前景。

技術領域

本發(fā)明公開了一種基于電動活化過硫酸鹽技術的工藝與裝備，屬于環(huán)境修復領域。

背景技術

采用化學氧化技術去除環(huán)境中的有毒有害物質是常見的環(huán)境修復方法，高級氧化是基于活性自由基·OH和的氧化技術，其對環(huán)境中的有機污染物具有高效的降解效能，而其它的化學氧化技術不具備此優(yōu)勢。相較于目前常用作為氧化性自由基來源的H₂O₂，過硫酸鹽具備易貯存且穩(wěn)定的特點。而基于Fe²⁺活化的過硫酸鹽體系因為其綠色友好的性質而逐漸的成為了研究的熱點，但是Fe²⁺活化過硫酸鹽體系的最大缺點在于在活化過程中生成的Fe ³⁺會水解沉淀，使得體系內的Fe²⁺濃度降低。因此為了達到理想的修復效果，需要在初始階段投加大量的Fe²⁺，然而大量的Fe²⁺的投加會生成大量的鐵泥。有活性自由基·OH和的存在半衰期非常短，如何有效的提高Fe²⁺活化過硫酸鹽體系降解污染物的效率，成為了目前鐵—過硫酸鹽技術未來應用的瓶頸。

研究表明，在電動活化過硫酸鹽時，炭材料作為陰極能夠催化過硫酸鹽生成由于炭材料具有良好的導電性和相對低廉的生產(chǎn)成本，炭材料可以增加電極與過硫酸根離子的傳質效率，從而增加過硫酸鹽的催化效能，提高系統(tǒng)礦化能力。20世紀70年代發(fā)展起來的活性炭纖維，新型活性炭纖維(ACF)微孔數(shù)量更多(孔徑小于2nm)，因此具有更高的比表面積使得Carbon-π現(xiàn)象更易發(fā)生。

中國專利2018105186217公開了一種電解同時產(chǎn)生過硫酸鹽及其活化劑亞鐵離子的裝置和方法，但在現(xiàn)實操作時，由于離子膜的面積大小很難快速調整及可能的失效等問題，幾乎在過硫酸鹽的活化過程中無法對其量化控制。又由于其陽極為惰性電極，因此在活化過程中要加入大量亞離子鐵鹽，亞離子鐵鹽在酸性環(huán)境下不可避免要產(chǎn)生大量鐵泥。

基于以上背景，發(fā)明一套以過硫酸鹽為基礎的高級氧化技術的電動活化工藝與裝備，使得過硫酸鹽的活化過程簡單、高效、可控，就顯得十分重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是：提出一種基于電動活化過硫酸鹽技術的工藝與裝備，使得以過硫酸鹽為基礎的高級氧化技術的電動活化過程變得簡單、高效、可控。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種基于電動活化過硫酸鹽技術的裝備，包括陽極反應釜、陰極反應釜、可調式直流電源，高精度可變電阻器；

所述陽極反應釜上設有可上下移動的陽極電極；所述陰極反應釜上設有陰極電極；所述陽極電極和陰極電極分別與可調式直流電源的正、負極相電連；在陽極反應釜和陰極反應釜側壁接近底部的位置分別設有一個底部惰性電極，在兩個底部惰性電極之間用一根導線相電連，在導線中間串聯(lián)高精度可變電阻器。

進一步的，所述陽極電極材料為過渡金屬，包括鐵、銅、鋅、錳、銀、鈷；

進一步的，所述陰極電極材料包括活性炭纖維、石墨烯、石墨、鉑、金。

進一步的，所述底部惰性電極都與反應釜絕緣，以密封的形式插入反應釜內；惰性電極材料包括石墨、活性炭纖維、鉑、金。