吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法技术

本发明专利技术涉及一种废水处理工艺，尤其涉及吸附‑电催化处理难生物降解有机物废水的方法。先利用吸附过程将废水中低浓度的难生物降解有机物进行富集，然后将其在解吸液中解吸脱附，实现低浓度难生物降解有机物的浓缩，再进一步利用电催化方法对含有较高浓度的有机物进行催化降解。有益效果：吸附法前置，可以有效富集有机物，使之在解吸液中的浓度提高，有利于解决后续电催化处理过程的传质问题，使得降解效果提高、降解能耗降低；电催化氧化法后置，可以有效的降解有机物，避免二次污染的产生。相比于现有的单个处理技术，能够更加高效率、低能耗的处理低浓度难生物降解有机物废水。

【技术实现步骤摘要】
吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法
本专利技术涉及一种废水处理工艺，尤其涉及吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法。
技术介绍
难生物降解有机物是指不能在自然条件下被未经过驯化的活性污泥所降解的有机物。目前，处理难生物降解有机物的较好方法是采用高级氧化技术对其进行预处理，待其可生化性提高到一定程度后，再采用传统的生物处理法进行后续处理。电催化氧化法是一种非常典型的高级氧化技术，其主要处理原理有两种：1)直接催化氧化：有机物直接在电极表面与电极表层氧化物进行电子交换，进而发生氧化还原反应，改变有机物的分子结构，达到无害化或矿化目的；2)间接催化氧化：利用电极表面产生的强氧化性中间体(最具代表性的中间体为羟基自由基)，对有机物分子进行进攻，打破有机物的分子结构，进而使之被逐步无害化，甚至完全矿化。影响电催化氧化处理效果的因素很多，其中电荷传递和质量传递是两个最重要的影响因素。所谓电荷传递影响即是要保证电极表面有足够多的电荷，要么满足直接氧化还原(直接电子交换)的要求，要么能够通过电化学反应提供足够多的强氧化性中间体，否则就无法将有机物完全彻底的处理。所谓质量传递影响即是需要使得有机物分子通过某些传质方式到达电极表面区域，通过直接或间接的催化氧化过程，达到被处理的目的。
技术实现思路
专利技术的目的：为了提供一种效果更好的吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。为了达到如上目的，本专利技术采取如下技术方案：吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，包含如下步骤，先利用吸附过程将废水中低浓度的难生物降解有机物进行富集，然后将其在解吸液中解吸脱附，实现低浓度难生物降解有机物的浓缩，再进一步利用电催化方法对含有较高浓度的有机物进行催化降解。本专利技术进一步技术方案在于，通过吸附剂的特定结构或是特定官能团，以物理或化学的方式将有机物固定在其表面或体内，实质是将有机物从一相转移到另外一相，有机物本身并没有发生变化。本专利技术进一步技术方案在于，其步骤为，1)将吸附剂加入到低浓度难生物降解有机物废水中，吸附一段时间后，固液分离，将达到后续处理标准或是排放标准的废水进入后续的处置流程，分离得到的吸附剂进入后续解吸流程；2)将分离的吸附剂加入到解吸液中，解吸后，固液分离，分离得到的吸附剂进行下一次吸附流程或后处理流程，剩余的解吸液进行电催化氧化处理；3)将解吸液加入到电催化反应器中，加电后在水处理阳极的作用下，对解吸液中的有机物进行电催化处理；处理后，达到后续处理标准或排放标准的液体进入后续流程。本专利技术进一步技术方案在于，所述步骤1)中的吸附剂为针对所处理的难生物降解有机物具有较好吸脱附特性的特征吸附剂；所述步骤2)中的解吸液为针对前述特征吸附剂所配置的解吸液；所述步骤3)中的电催化反应器包括：平板反应器、圆柱状反应器、三维立体反应器的固定床或者流化床；所述步骤3)中的水处理阳极包括：钛基体金属氧化物电极、石墨电极、铅电极、掺硼金刚石电极等。吸附-电催化联用处理低浓度酸性红G染料废水的方法，其特征在于，酸性红G染料简记为ARG，ARG为目标物，聚吡咯/二氧化钛颗粒为吸附剂，以钛基体二氧化铅电极为电催化阳极；①将聚吡咯/二氧化钛颗粒按照0.1～5.0g·L-1的比例加入到低浓度ARG模拟废水中，在混匀状态下吸附10～180min，混匀状态是指外加机械搅拌或是置于摇床中；固液分离分离得到的液体经检测达标后进入后续处置流程，固液分离是指静置，或过滤，或离心；分离得到的吸附剂进入后续解吸流程；②将A部分中分离的吸附剂加入到解吸液中；解吸液的体积要小于被处理废水的体积，V被处理废水：V解吸液的范围为100:1～2:1；根据被吸附物质的酸碱性考虑，此处解吸液选择为0.1mol·L-1NaOH溶液。在混匀状态下解吸10～60min，混匀状态是指外加机械搅拌或是置于摇床中；固液分离是指静置，或过滤，或离心；固液分离得到的吸附剂进行下一次吸附流程或后处理流程，分离得到的解吸液进行电催化氧化处理；③将B部分中分离的解吸液加入到电催化反应器中，以钛基体二氧化铅电极为水处理阳极，以铜片为水处理阴极，在加电条件下对解吸液进行电催化氧化处理；所用电流密度范围为1～200mA·cm-2；电催化氧化过程前，能够根据优化条件对解吸液进行前处理，也能够不做前处理直接电解催化；处理时间为10～120min；处理完成后，达到后续处理过程标准或外排标准的液体进入后续流程。采用如上技术方案的本专利技术，相对于现有技术有如下有益效果：吸附法前置，可以有效富集有机物，使之在解吸液中的浓度提高，有利于解决后续电催化处理过程的传质问题，使得降解效果提高、降解能耗降低；电催化氧化法后置，可以有效的降解有机物，避免二次污染的产生。相比于现有的单个处理技术，能够更加高效率、低能耗的处理低浓度难生物降解有机物废水。附图说明为了进一步说明本专利技术，下面结合附图进一步进行说明：附图1：吸附-电催化联用技术的操作步骤示意图附图2：酸性红G浓度为5ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色率的对比附图3：酸性红G浓度为5ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色的单位脱色能耗对比附图4：酸性红G浓度为10ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色率的对比附图5：酸性红G浓度为10ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色的单位脱色能耗对比附图6：酸性红G浓度为20ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色率的对比附图7：酸性红G浓度为20ppm时，电催化法与吸附-电催化法对于废水脱色的单位脱色能耗对比具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。对于本领域的普通技术人员而言，能够具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以酸性红G染料(简记为ARG)为目标物，以专利ZL201110184505.4中所合成的聚吡咯/二氧化钛颗粒为吸附剂，以钛基体二氧化铅电极为电催化阳极，由此来描述本专利技术的具体实施方式。具体实施方式的各步骤示意图如附图1所示。1)将聚吡咯/二氧化钛颗粒按照0.1～5.0g·L-1的比例加入到一定体积的低浓度ARG模拟废水中，在混匀状态(外加机械搅拌或是置于摇床中)下吸附10～180min，固液分离(静置，或过滤，或离心)，分离得到的液体经检测达标后进入后续处置流程，分离得到的吸附剂进入后续解吸流程。该步骤如附图1中A部分所示。2)将A部分中分离的吸附剂加入到一定体积的解吸液中。解吸液的体积要小于被处理废水的体积，V被处理废水：V解吸液的范围为100:1～2:1。根据被吸附物质的酸碱性考虑，此处解吸液选择为0.1mol·L-1NaOH溶液。在混匀状态(外加机械搅拌或是置于摇床中)下解吸10～60min，固液分离(静置，或过滤，或离心)，分离得到的吸附剂进行下一次吸附流程或后处理流程，分离得到的解吸液进行电催化氧化处理。该步骤如附图1中B部分所示。3)将B部分中分离的解吸液加入到电催化反应器中，以钛基体二氧化铅电极为水处理阳极，以铜片为水处理阴极，在加电条件下对解吸液进行电催化氧化处理。所用电流密度范围为1～200mA·cm-2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.吸附‑电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，包含如下步骤，先利用吸附过程将废水中低浓度的难生物降解有机物进行富集，然后将其在解吸液中解吸脱附，实现低浓度难生物降解有机物的浓缩，再进一步利用电催化方法对含有较高浓度的有机物进行催化降解。

【技术特征摘要】
1.吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，包含如下步骤，先利用吸附过程将废水中低浓度的难生物降解有机物进行富集，然后将其在解吸液中解吸脱附，实现低浓度难生物降解有机物的浓缩，再进一步利用电催化方法对含有较高浓度的有机物进行催化降解。2.如权利要求1所述的吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，通过吸附剂的特定结构或是特定官能团，以物理或化学的方式将有机物固定在其表面或体内，实质是将有机物从一相转移到另外一相，有机物本身并没有发生变化。3.如权利要求1所述的吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，其步骤为，1)将吸附剂加入到低浓度难生物降解有机物废水中，吸附一段时间后，固液分离，将达到后续处理标准或是排放标准的废水进入后续的处置流程，分离得到的吸附剂进入后续解吸流程；2)将分离的吸附剂加入到解吸液中，解吸后，固液分离，分离得到的吸附剂进行下一次吸附流程或后处理流程，剩余的解吸液进行电催化氧化处理；3)将解吸液加入到电催化反应器中，加电后在水处理阳极的作用下，对解吸液中的有机物进行电催化处理；处理后，达到后续处理标准或排放标准的液体进入后续流程。4.如权利要求3所述的吸附-电催化处理难生物降解有机物废水的方法，其特征在于，所述步骤1)中的吸附剂为针对所处理的难生物降解有机物具有较好吸脱附特性的特征吸附剂；所述步骤2)中的解吸液为针对前述特征吸附剂所配置的解吸液；所述步骤3)中的电催化反应器包括：平板反应器、圆柱状反应器、三维立体反应器的固定床或者流...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐星，徐浩，
申请(专利权)人：山东深信节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37