申请日2017.11.16
公开(公告)日2018.03.06
IPC分类号C02F1/461; C02F1/463; C02F101/30; C02F101/34; C02F101/38
摘要
一种双金属协助电处理有机废水的方法，利用以四元合金为正极、石墨为负极构成的首级电解系统，在电解过程中添加Fe和AL双金属粉末，借助电场的作用，快速形成大量的微电池，通过搅拌后在废水中形成三维电解系统，扩大电解接触面积，对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水进行处理;其电解电流密度为0.1‑0.2A·cm–2;电解时间为30‑45分钟;pH值在5‑10;电解电压达到10‑15V。本发明通过添加Fe和Al金属粉末，通过电磁搅拌，在电解液中形成三维空间电解系统，形成大量的微电池，增大电解接触面积;以四元合金为正极、石墨为负极构成首级电解系统，对色度和COD较高的印染有机污水进行处理有较好的效果。
权利要求书
1.一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：利用以四元合金为正极、石墨为负极构成的首级电解系统，在电解过程中添加Fe和AL双金属粉末，借助电场的作用，快速形成大量的微电池，通过搅拌后在废水中形成三维电解系统，扩大电解接触面积，对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水进行处理。
2.如权利要求1所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：其电解电流密度为 0.1-0.2A·cm–2。
3.如权利要求1或2所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：其电解时间为30-45分钟。
4.如权利要求3所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：其pH值在5-10。
5.如权利要求4所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：其电解电压达到10 -15V。
6.如权利要求5所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：其所述有机废水是对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水。
7.如权利要求6所述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于：在电流密度为0.1-0.2A·cm–2、Fe/Al双金属加入量为还原铁粉1.2g/L、铝粉0.6g/L，电解时间为45min、溶液初始 pH7.0 的条件下电解牛仔裤靛蓝染料废水，褪色率和COD 去除率较高。
说明书
一种双金属协助电处理有机废水的方法
技术领域
本发明属于电化学处理有机污水技术领域，具体涉及一种双金属协助电处理有机废水的方法及电极材料。
背景技术
近年来随着化学工业发展，纤维织物、仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，PVA浆料、人造丝碱解物(主要为邻苯二甲酸类物质)、新型助剂、制药等等难生化降解有机物大量进入废水，导致污水成分和结构复杂化，难降解有机物由于其生物毒性和难生物降解性，进入环境中并积累，产生严重污染，重新进入食物链，严重影响人类的生存环境和身体健康。
针对水体中难降解有机污染物的去除，各种物化处理方法已被广泛研究并应用，如超临界水氧化、光催化法、超声法、湿式催化氧化法、Fenton 试剂法、微波法等。电化学氧化技术具有操作简单、便于自动化控制、反应条件温和、无二次污染、后处理简单又可与其他处理方法相结合构成复合工艺等优点，在难生物降解废水的处理方面表现出了高效的降解能力，因其氧化剂来源于水分子电解的中间产物( H·，·OH等) 或目标物在电极表面直接氧化去除，通过调节电位而无需投加其他试剂即可完成污染物的降解，属绿色化学过程，因而近年来成为研究开发的热点。有机污染物的电化学氧化降解过程主要受阳极材料的表面属性、电化学反应器构型和有机物的物化性质、溶液状态等影响，而阳极材料的制备工艺及其性质是近年来研究主要关注的方向，大量研究都致力于新型阳极材料的制备、筛选及应用方面。理想的阳极材料应具备较高析氧电势、催化活性和长寿命，从而获得高电流效率和时空产率。经检索，还无相关的中国专利申请。
发明内容
本发明是应用电化学工作原理，结合本单位长期的工作实践，寻找一种简单易行而且可靠的电极材料，在电解过程中添加Fe和AL双金属粉末，借助电场的作用，快速形成大量的微电池，通过搅拌后在废水中形成三维电解系统，扩大电解接触面积，对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水进行处理有很好的促进作用。
本发明的技术方案：一种双金属协助电处理有机废水的方法，其特征在于，利用以四元合金为正极、石墨为负极构成的首级电解系统，在电解过程中添加Fe和AL双金属粉末，借助电场的作用，快速形成大量的微电池，通过搅拌后在废水中形成三维电解系统，扩大电解接触面积，对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水进行处理。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其电解电流密度为 0.1-0.2A·cm–2。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其电解时间为30-45分钟。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其pH值在5-10。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其电解电压达到10 -15V。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，其所述有机废水是对色度和COD较高的难以处理的印染有机污水。
上述的一种双金属协助电处理有机废水的方法，在电流密度为0.1-0.2A·cm–2、Fe/Al双金属加入量为还原铁粉1.2g/L、铝粉0.6g/L，电解时间为45min、溶液初始 pH7.0的条件下电解牛仔裤靛蓝染料废水，褪色率和COD 去除率较高。
本发明原理：双金属(比如Fe/Al)为零价金属，在电场作用下快速腐蚀生成强还原性H.,其反应式如下:
Fe + 2H2O →Fe2++ 2H▪+2OH-
AI+3H2O→Al3++3H·+3OH-
因加入Fe/Al双金属能与反应槽平板电极构成三维电极体系，其形成的微电解过程反应速度迅速提高，通过生成的强还原性H·对废水中有机物进行还原降解反应，随着电流密度的增大，Fe/A1双金属的腐蚀速度加快，对有机物的还原降解效果越明显。故加入Fe/Al双金属能与电解法处理废水相耦合，达到更好地协助电解法处理废水的作用，提高废水的COD去除率和处理效率。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明具有以下特点：
(1)通过添加Fe和Al 等金属粉末，通过电磁搅拌，在电解液中形成三维空间电解系统，形成大量的微电池，增大电解接触面积，具有速度快，效果好的作用。
(2)以四元合金为正极、石墨为负极，构成首级电解系统，牺牲阳极的方式诱导铁离子和铝离子的化学活性，快速形成大量的微电池，同时，构成色度的不溶性微粒可被生成的Fe(OH)3 胶体凝聚剂吸附凝聚而被去除，脱色率高
