申请日2018.01.22
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F1/467; C02F1/461; C02F1/48; C02F101/34; C02F101/36; C02F101/38
摘要
本发明公开一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，其特征在于包括第一电解系统和第二电解系统，所示的第一电解系统为低压电解系统，阳极为钛基二氧化铅电极、钛基贵金属氧化物涂层电极，阴极为钛、铜、铅合金电极;所述的第二电解系统的阳极和阴极均为金属外衬绝缘材料的复合电极，双电解系统交替或同时电解难降解有机废水，协同降解有机物污染物。本发明的双电解系统交替或同时电解协同降解难降解有机废水，可提高难生化降解废水电化学氧化降解效率，提高难降解废水的可生化特性。
权利要求书
1.一种四电极双电解系统，其特征在于包括第一电解系统和第二电解系统，所示的第一电解系统为低压电解系统，阳极为钛基二氧化铅电极、钛基贵金属氧化物涂层电极，阴极为钛、铜、铅合金电极;所述的第二电解系统的阳极和阴极均为金属外衬绝缘材料的复合电极，双电解系统交替或同时电解难降解有机废水，协同降解有机物污染物。
2.权利要求1所述的一种四电极双电解系统，其特征在于所述的第一电解系统采用0-30V的单元槽电解电压，电流密度10-1000A/m2。
3.权利要求1所述的一种四电极双电解系统，其特征在于所述的第二电解系统采用0.5KV-100V的单元槽电解电压，电流密度为0-0.5A/m2。
4.一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，其特征在于以权利要求1所述的第一电解系统采用0-30V的单元槽电解电压，电流密度为10-1000A/m2，以连续或间歇的方法恒电流电解有机废水。
5.一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，其特征在于以权利要求1所述的第二电解系统，用0.5KV-60V的单元槽电解电压，电流密度为0-0.05A/m2，以连续或间歇的方法恒电压脉冲电解有机废水。
6.一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，其特征在于采用权利要求1-3任一所述的四电极双电解系统中的第一电解系统恒电流和第二电解系统连续脉冲电解，二者同时电解。
7.一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，其特征在于采用权利要求1-3任一所述的四电极双电解系统中的第一电解系统恒电流和第二电解系统高压脉冲电解间歇法电解处理污染物，交替电解时间比为1-10:1。
说明书
一种四电极双电解系统及采用该系统处理难降解有机废水方法
(一)技术领域
本发明涉及一种四电极双电解系统及采用该系统处理难降解有机废水方法，是一种采用超高压脉冲电解和电化学高级氧化降解有机废水的技术，属于有机废水处理领域。
(二)背景技术
随着我国经济的迅速发展，工业企业越来越多，特别是精细化工、医药和农药等行业其排放的工业有机废水不仅BOD和COD大，而且排放的废水种类复杂，含有大量难以被生化降解的有机污染物。如含硝基苯、多卤化物、酚等有机废水不仅难以生化，而且具有毒性。难降解工业有机废水处理方法主要有生物法、物化法和氧化法等。生物法是目前应用较广泛的一种有机废水处理方法，但当废水中含有有毒物质或生物难降解有机物的浓度较高时，一般生物法的处理效果欠佳，甚至不能处理。物化法通过物理化学过程将污染物从废水中分离出来，以达到去除污染物的目的，因此物化法是一种以回收为目的的废水处理方法。它主要包括吸附法、萃取法和膜处理技术等。氧化法主要是利用一些氧化剂的强氧化性将水中的有机污染物氧化去除。主要有化学氧化法、超临界水氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法、超声氧化法、电解—Fenton法和电化学氧化法等。电化学氧化法采用电解的方法，利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物，或是利用产生羟基自由基等强氧化剂降解水中有毒污染物，是一种环境友好降解污染物技术。电化学氧化法具有不需要添加氧化剂，二次污染少;反应条件温和，一般在常温常压下进行，兼具气浮、絮凝、杀菌作用等特点，近年来，在处理垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、炼油废水、造纸废水等领域开始取得应用。
电化学氧化一般采用析氧高的电极材料，如金属电极、石墨电极、钛基二氧化锰电极、钛基二氧化铅电极、锡锑涂层钛电极等，将有机物在电极上直接氧化，也可材料析氯或析氧活性电极，电催化氧化产生OH自由基强氧化剂将污染物氧化降解。如以Fe为阳极、不锈钢为阴极电解降解多种染料废水的研究发现，大多数的染料溶液都能被电解氧化有效脱色，其中具有SO3-、COO-、SO2NH2和OH等亲水基团和含偶氮键的染料容易被分解，脱色率大于90%;而具有C=O、-NH2、芳香基团等憎水基团的染料易被吸附和絮凝。但一些南降解有机如有机氯化合物、多环硝基化合物等有机废水，在碱性或无氯化钠介质状况下，降解效果差。电解反应槽电压一般在1-30V，高的阳极电位有利于矿化污染物，但高的阳极电位易致阳极析氧，降低电氧化降解效率。同时无法进一步提高部分难降解有机物的降解效率。高压脉冲电场是一种非热处理技术，具有处理时间短，温升小，能耗低和杀菌效果明显等特点，成为近几年来国内外杀菌消毒领域研究的热点之一。在40kV/cm条件下，用50脉冲电场处理脱脂乳中的大肠杆菌后，可使99%大肠杆菌失活。当细胞上加一个外加电场，这个电场将使膜内外电势差增大，此时，细胞膜的通透性也随着增加，当电场强度增大到一个临界值时，细胞膜的通透性剧增，膜上出现许多小孔，使膜的强度降低。在有机废水同样存在大量的细菌和胶束，利用高电场可破坏细胞结构，并提供高的振动能量，有利于提高电化学氧化降解的效率。
本发明食品非热杀菌应用的高压脉冲电场应用于电解法降解污染物，将电解槽改成四电极系统，在电化学氧化降解过程中，附加高压电场，组成四电极双电解系统处理难降解污染物，可有效提高含酚废水、氯代烃、胺类有机废水电化学氧化降解污染物效率。
(三)发明内容
本发明的目的是提出一种四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，应用于工业废水难降解污染物处理，提高含酚废水、氯代烃、胺类等有机废水电化学氧化降解污染物效率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种四电极双电解系统，其特征在于包括第一电解系统和第二电解系统，所示的第一电解系统为低压电解系统，阳极为钛基二氧化铅电极、钛基贵金属氧化物涂层电极，阴极为钛、铜、铅合金电极;所述的第二电解系统的阳极和阴极均为金属外衬绝缘材料的复合电极，双电解系统交替或同时电解难降解有机废水，协同降解有机物污染物。双电解系统交替或同时电解难降解有机废水，协同降解有机物污染物。
所述的第一电解系统，其采用0-30V的单元槽电解电压，电流密度为10-1000A/m2。
所述的第二电解系统，其特征在于用0KV-60V的单元槽电解电压，电流密度为0-0.05A/m2。
采用上述的四电极双电解系统处理难降解有机废水方法，可以是第一电解系统以连续或间歇的方法恒电流电解有机废水，或是第二电解系统以连续或间歇的方法恒电压脉冲电解有机废水
作为优选，还可以是将第一电解系统恒电流连续和第二电解系统连续脉冲电解，二者同时电解;或者间歇法电解处理污染物第一电解系统恒电流和第二电解系统高压脉冲电解的交替电解时间比为1-10:1。
本发明处理难降解有机废水方法和电化学氧化法相比较，具有四电极系统装置简单、维护方便;高压电场对氯代烃、硝基化合物、胺类等难降解有机物电化学氧化降解具有协同作用，可有效提高难电化学氧化或还原难降解有机物的降解效率5-50%，提高有机废水可生化性及矿物程度。
