[發明專利]一種電化學處理廢水工藝

有效

• 申請號: 202310044191.0
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116161750B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 周俊杰;程斐;韋國
• 申請（專利權）人: 上海寧和環境科技發展有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;B01J27/24;C02F1/30;C02F1/32;C02F1/463;C02F1/465;C02F1/40;C02F1/467;C02F1/72
• 代理公司: 河北圓友緣專利代理事務所(普通合伙) 13173
• 代理人: 劉佳

本發明涉及一種電化學處理廢水的工藝。首先利用Cosupgt;2+/supgt;和Nisupgt;2+/supgt;優異的電化學性能，選用CoNiOsubgt;2/subgt;電催化劑，并對其改性用N、P共摻CoNiOsubgt;2/subgt;制備出具有良好氧化還原性、高電子電導率和高結構穩定性的高效電解催化劑NP?CoNiOsubgt;2/subgt;。N和P共摻可以改變CoNiOsubgt;2/subgt;形貌，意外的發現只有當N和P的質量比為1比3時共摻得到的NP?CoNiOsubgt;2/subgt;的SEM圖呈花瓣狀，催化活性較高。此外，N、P共摻對電子結構的優化使制備出的NP?CoNiOsubgt;2/subgt;較單獨摻雜時吸附選擇性、穩定性、導電能力都得到了增強，表現出優異的電化學性能。本發明還提供一種“微波輻射?電催化氧化?紫外輻照”協同處理廢水的工藝，NP?CoNiOsubgt;2/subgt;用于廢水處理，促使工藝對廢水脫色率、化學需氧量(COD)、總磷(TP)的去除率顯著提高，處理時間也大大縮短。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及一種電化學處理廢水工藝。

背景技術

隨著工業化進程的加快，石油、精細化工等行業產生了大量廢水，越來越多的難降解廢水排入自然界，而面對逐步提高的環保要求，采用傳統的污水處理方法難以達到排放標準。目前受關注度較高的電化學廢水處理技術有電絮凝法、電氣浮法、電滲析法以及電催化氧化法等。其中電催化氧化法由于反應裝置簡單，易于自動化，設備出水效果好，運行費用低等獨特優勢，常用于毒性強或難以生物降解工業廢水的處理。

電催化氧化技術是一種很有前景的高污染物去除率的廢水處理工藝。相比于其他廢水處理方法，電催化氧化法具有氧化能力強、可作預處理或深度處理等優勢。但是電催化氧化也存在耗能高、運行費用高的缺點。因此，充分利用電催化氧化的優勢，并把電催化氧化處理廢水的優勢發揮最大化尤為重要。

基于微波輻射和紫外輻照在水處理方面的應用越來越受到重視，將電化學氧化與微波輻射和紫外輻照相結合對廢水有較好的降解作用。針對廢水需達標外排或工業回用等需求，優選促進相關技術方法的進步還有待研究，故而，本發明設計了合適的催化劑用于“微波輻射-電催化氧化-紫外輻照”協同處理廢水工藝。

發明內容

針對以上問題，本發明以過渡金屬鈷和鎳為前驅體制備出適用于處理廢水的催化劑，以此促使工藝廢水的處理。非貴金屬Co²⁺和Ni²⁺具有優異的電化學協同效應，利用摻雜對催化劑改性，制備出的催化劑可提高工藝對廢水的脫色率、化學需氧量(COD)和總磷(TP)，處理時間也大大縮短。具體操作步驟如下：

S1、鈦網的處理：將鈦網剪成長方形，將其放入鹽酸的水溶液中超聲后，將鈦網拿出，用去離子水將鈦網表面鹽酸清洗干凈，放入無水乙醇中超聲，之后用水與乙醇交替清洗超聲數次，并干燥。

S2、Co-Ni前驅體的制備：按照如下比例，在50～60ml蒸餾水中依次加入1～4mmolCo(NO₃)₂·6H₂O、1～4mmol?Ni(NO₃)₂·6H₂O和1～4mmol尿素。將混合物攪拌30～60min后，再將混合物轉移到聚四氟乙烯內襯高壓釜中，并加入步驟S1處理好的鈦網，加熱后自然冷卻至室溫，最后用蒸餾水和乙醇洗滌干燥。

S3、CoNiO₄催化劑的制備：將步驟S2中得到的前驅體在Ar氣氛下以1～5℃min^-1的煅燒速率在400～600℃下煅燒5～10h。鈷、鎳組成的催化劑用于廢水時，Co³⁺/Co²⁺與Ni³⁺/Ni²⁺的多價氧化還原以及電子轉移保持著催化劑上的電荷平衡，鎳具有很強的氧化還原性，鈷鎳雙金屬電催化劑協同作用可以提高催化活性。