申请日2017.03.30
公开(公告)日2017.07.25
IPC分类号C02F1/461; C23C18/12; C02F101/30; C02F101/36; C02F101/38
摘要
翻译
本发明公开了一种处理农药废水的电极及其制备和应用，该电极由钛基体和覆盖于钛基体表面的金属氧化物层组成;所述的金属氧化物层由氧化铂、氧化锡和氧化锑组成。以该电极作为阳极，以钛电极作为阴极，对农药废水进行电化学处理，可以有效地降低农药废水的COD值，同时提高BOD/COD值。
权利要求书
1.一种处理农药废水的电极，其特征在于，由钛基体和覆盖于钛基体表面的金属氧化物层组成;
所述的金属氧化物层由氧化铂、氧化锡和氧化锑组成。
2.根据权利要求1所述的处理农药废水的电极，其特征在于，所述的氧化铂、氧化锡和氧化锑的摩尔比为1：0.03～0.05：0.03～0.05。
3.根据权利要求1所述的处理农药废水的电极，其特征在于，所述的金属氧化物层的厚度为0.05～0.1mm。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钛基体用稀硫酸预处理30分钟～1小时，然后用含有四氯化铂、四氯化锡和三氯化锑的正丁醇盐溶液涂覆、干燥，然后于600～800℃进行氧化处理得到所述的电极。
5.一种农药废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
以钛电极作为阴极，以权利要求1～3任一项所述的电极作为阳极，对农药废水进行电化学处理，得到处理后废水。
6.根据权利要求5所述的农药废水的处理方法，其特征在于，所述的农药废水为百草枯废水，电化学处理前调节pH至碱性。
7.根据权利要求6所述的农药废水的处理方法，其特征在于，调节pH至8～9。
8.根据权利要求5所述的农药废水的处理方法，其特征在于，电化学处理的电流密度为10mA/cm2～60mA/cm2。
9.根据权利要求5所述的农药废水的处理方法，其特征在于，电化学处理的温度为20～50℃。
说明书
一种处理农药废水的电极及其制备和应用
技术领域
本发明属于环保技术和电化学领域，具体涉及一种处理农药废水的电极及其制备和应用。
背景技术
我国是一个农业大国，害虫种类繁多，在粮食、棉花、蔬菜等的生产过程中每年都会遇到来自病虫害的威胁。农药的出现极大地提高了人类防治农业病虫害的水平，有力地推动了现代农业的发展。根据农业部的统计资料，我国每年要使用农药140多万吨。据不完全统计，全国每年排放的农药废水约为十几亿吨，其中农药废水处理率不足10%，而处理达标的仅占已处理的百分之几。
农药废水具有如下几个特点：(1)有机物浓度高;(2)成分复杂，水质变化大;(3)盐含量高;(4)难降解有机物含量高。农药废水处理不达标，排放到自然环境中会导致土壤退化、农药残留、水源和环境污染、生物链中断、生态失衡等一系列问题。目前，企业通常先采用物化处理农药废水，以去除农药废水中的部分难降解有机物，并改善农药废水的可生化性，再采用常规生化系统对农药废水进行生化处理。
由于农药废水的浓度较高，物化处理需要消耗大量的药剂，运行成本较高;同时，常规生化系统的活性污泥浓度低，生物耐药性差，生化系统易受冲击，因此，农药废水需要高倍稀释后才能引入生化系统进行生化处理，造成稀释水的浪费。
含有农药百草枯的废水具有成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深、可生化性差等特点。传统的处理方法主要为化学法、物理法、电化学法等，其中化学法和物理法处理成本高，也难以达到良好的处理效果，而电化学法缺少有效的处理电极，限制了其广泛应用。
发明内容
本发明提供了一种处理农药废水的电极及其制备和应用，该电极用于农药废水的电化学处理时，处理效率高，尤其是对难于处理的百草枯废水。
一种处理农药废水的电极，由钛基体和覆盖于钛基体表面的金属氧化物层组成;
所述的金属氧化物层由氧化铂、氧化锡和氧化锑组成。
作为优选，所述的氧化铂、氧化锡和氧化锑的摩尔比为1：0.03～0.05：0.03～0.05。
作为优选，所述的金属氧化物层的厚度为0.05～0.1mm。
本发明还提供了一种所述的电极的制备方法，包括以下步骤：
将钛基体用稀硫酸预处理30分钟～1小时，然后用含有四氯化铂、四氯化锡和三氯化锑的正丁醇盐溶液涂覆、干燥，然后于600～800℃进行氧化处理得到所述的电极。
本发明还提供了一种农药废水的处理方法，包括以下步骤：
以钛电极作为阴极，以本发明所述的电极作为阳极，对农药废水进行电化学处理，得到处理后废水。
作为优选，所述的农药废水为百草枯废水，电化学处理前调节pH至碱性。
作为优选，调节pH至8～9。
作为优选，电化学处理的电流密度为10mA/cm2～60mA/cm2。
作为优选，电化学处理的温度为20～50℃。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明通过在钛基体上覆盖一层由氧化铂、氧化锡和氧化锑组成的金属氧化层，然后作为阳极对农药废水进行电化学处理，可以有效地降低农药废水的COD值，同时提高BOD/COD值。
具体实施方式
实施例1
下面结合具体实施例对本发明所述方法进行详细说明。应说明的是，以下实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳的实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的技术方案精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
实施例1
将钛基体先用浓度20%、温度60℃的硫酸酸蚀50分钟，再用铂、锡、和锑的摩尔比为100：3：4的四氯化铂(0.1mol/L)、四氯化锡(0.003mol/L)和三氯化锑(0.003mol/L)的正丁醇盐溶液涂覆、干燥，600℃热氧化20min，此过程重复30次，最后600℃热处理2h，得到的氧化物层约为0.05mm。
实施例2
将钛基体先用浓度20%、温度60℃的硫酸酸蚀50分钟，再用铂和锑的摩尔比为100：7的四氯化铂(0.1mol/L)和三氯化锑(0.007mol/L)的正丁醇盐溶液涂覆、干燥，600℃热氧化20min，此过程重复30次，最后600℃热处理2h，得到的氧化物层约为0.05mm。
实施例3
将钛基体先用浓度20%、温度60℃的硫酸酸蚀50分钟，再用铂和锡的摩尔比为100：7的四氯化铂(0.1mol/L)和四氯化锡(0.007mol/L)的正丁醇盐溶液涂覆、干燥，600℃热氧化20min，此过程重复30次，最后600℃热处理2h，得到的氧化物层约为0.05mm。
实施例4
(1)采用碳酸钠水溶液将白草枯农药废水的pH值调整至10;
(2)以钛作为阴极，分别以实施例1～3制得的电极为阳极，装配好电解槽反应器;
(3)使废水通过电解槽反应器，控制温度为20℃，通电流，电流密度为15mA/cm2，水力停留时间为20分钟，检测水解前后的COD值和BOD值，结果见下表。
项目COD(mg/L)BOD(mg/L)处理前7540670处理后(实施例1)1950551处理后(实施例2)4658579处理后(实施例3)5326583
实施例5
(1)采用碳酸钠水溶液将白草枯农药废水的pH值调整至9;
(2)以钛作为阴极，分别以实施例1～3制得的电极为阳极，装配好电解槽反应器;
(3)使废水通过电解槽反应器，控制温度为20℃，通电流，电流密度为20mA/cm2，水力停留时间为1小时，检测水解前后的COD值和BOD值，结果见下表。
项目COD(mg/L)BOD(mg/L)处理前7540670处理后(实施例1)892524处理后(实施例2)3945557处理后(实施例3)5099566
实施例6
(1)采用碳酸钠水溶液将白草枯农药废水的pH值调整至9;
(2)以钛作为阴极，分别以实施例1～3制得的电极为阳极，装配好电解槽反应器;
(3)使废水通过电解槽反应器，控制温度为40℃，通电流，电流密度为15mA/cm2，水力停留时间为20分钟，检测水解前后的COD值和BOD值，结果见下表。
项目COD(mg/L)BOD(mg/L)处理前7540670处理后(实施例1)1231541处理后(实施例2)4156568处理后(实施例3)5129572
