[發(fā)明專利]一種高效去除有機(jī)廢水中COD的電解裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211670656.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN115925057A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵彩茹;段麗娟;蔣玉思;曹洪楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院資源利用與稀土開發(fā)研究所
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;C02F1/78;C02F101/30
• 代理公司: 廣州市一新專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44220
• 代理人: 王德祥;李乃哲

本發(fā)明提供了一種高效去除有機(jī)廢水中COD的電解裝置，包括立式電解槽、直流穩(wěn)壓電源、臭氧消解罐、臭氧破壞器、臭氧濃度檢測(cè)儀；其中立式電解槽內(nèi)設(shè)置梳狀鎳銻錫涂層陽極組、不銹鋼陰極組和放置臭氧催化劑的提籃。本電解裝置能夠?qū)㈦姶呋趸c臭氧氧化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，高效降解廢水中的有機(jī)污染物，不需要單獨(dú)的臭氧發(fā)生器，占地小，能耗低，且催化效率高，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保水處理技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種高效去除有機(jī)廢水中COD的電解裝置。

背景技術(shù)

催化氧化與臭氧氧化都是降低有機(jī)廢水中化學(xué)需氧量(COD)的常見方法。兩種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中各有優(yōu)缺點(diǎn)：電催化設(shè)備占地小、操作簡(jiǎn)單、無二次污染，但目前普遍采用貴金屬涂層電極為催化陽極，價(jià)格昂貴，且電流效率較低；臭氧氧化的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)迅速，且同時(shí)兼具除臭、脫色、殺菌等功效，但臭氧在水中溶解度較低，大部分臭氧未經(jīng)反應(yīng)隨尾氣排出從而導(dǎo)致臭氧利用率極低，實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)在臭氧反應(yīng)塔內(nèi)投加臭氧催化劑提高臭氧的氧化效率。兩種技術(shù)雖然都很常見，但卻很少有工程案例將兩種技術(shù)結(jié)合使用，一方面臭氧發(fā)生器與電解裝置聯(lián)合使用的成本較昂貴，另一方面臭氧反應(yīng)塔與電解槽結(jié)合起來存在一定的技術(shù)難度。

鎳銻錫電極(Ni-Sb-SnO₂/Ti)被證實(shí)可以直接電解水產(chǎn)生臭氧，例如中國專利ZL201810545852.7就公開了一種電解水產(chǎn)臭氧的鎳銻摻雜氧化錫電極的制備方法。雖然已知鎳銻錫電極可以電解水產(chǎn)生臭氧，但目前尚未有專門針對(duì)鎳銻錫電極設(shè)計(jì)的電解裝置，普通的電解槽都不具備臭氧布?xì)?、催化等功能。因此，如果能在鎳銻錫電極電解有機(jī)物的同時(shí)充分利用其生成的臭氧，將電催化與臭氧氧化相結(jié)合，則可以大大提高有機(jī)廢水中COD的降解效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效去除有機(jī)廢水中COD的電解裝置，能夠?qū)㈦姶呋趸c臭氧氧化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不需要單獨(dú)的臭氧發(fā)生器，占地小，能耗低，且催化效率高，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高效去除有機(jī)廢水中COD的電解裝置，包括立式電解槽、直流穩(wěn)壓電源、臭氧消解罐、臭氧破壞器、臭氧濃度檢測(cè)儀；其中立式電解槽內(nèi)設(shè)置梳狀鎳銻錫涂層陽極組、不銹鋼陰極組和放置臭氧催化劑的提籃。

其中，電解槽的槽體為密閉結(jié)構(gòu)；槽體上蓋通過螺絲可拆卸固定于槽身，槽體材質(zhì)為PP或PVC塑料；在槽體的下端設(shè)有進(jìn)水口，上端設(shè)有出水口；

其中，梳狀鎳銻錫涂層陽極組與不銹鋼陰極組交錯(cuò)排列設(shè)置形成電解電極，并固定于槽體的底部；陽極組接至直流電源的正極，陰極組連接至直流電源的負(fù)極；電解電極上端懸掛裝有鋁基或硅鋁基臭氧催化劑的提籃。

其中，所述梳狀鎳銻錫涂層陽極組陽極組由多片按照一定間距平行設(shè)置的陽極片組成，相鄰陽極片之間的間距為2～6cm；陽極片的基體材料為鈦網(wǎng)或鈦合金網(wǎng)，陽極片表面覆有鎳銻錫氧化物的活性涂層，活性涂層中的鎳、銻、錫按照以下摩爾比例構(gòu)成：1～10∶1～10∶100。

其中，所述梳狀鎳銻錫涂層陽極組相鄰陽極片之間的間距為4cm。

其中，所述活性涂層中的鎳、銻、錫按照以下摩爾比例構(gòu)成：6：6∶100。

其中，所述陽極組的制備方法包括以下步驟：

a.通過噴砂處理將鈦基體的表面打出均勻密布的麻坑；

b.將鈦基體置于20～40wt％的NaOH溶液中80～95℃加熱1～3小時(shí)；

c.將鈦基體浸入10～40wt％的草酸或者鹽酸溶液中，80～95℃加熱1～3小時(shí)，直至其表面呈麻灰色；

d.將六水合氯化鎳、三氯化銻、氯化亞錫按1～10∶1～10∶100摩爾比溶于無水乙醇或正丁醇中，并滴入少量濃鹽酸獲得涂覆液；