一种原位电产生H2O2协同O3氧化的废水处理方法，即，一种垃圾渗滤液的处理方法，其中，将准备好的惰性阳极和气体扩散阴极插入到垃圾渗滤液中，与直流电源连接；然后向反应容器中通过微孔曝气头曝入O2和O3的混合气体，同时搅拌；再根据恒定电流、O2和O3混合气体流量，接通直流电源，处理垃圾渗滤液；本发明专利技术的气体扩散阴极是C-PTFE气体扩散电极，其阴极表面在垃圾渗滤液中形成固液气三相界面，并于此三相界面处还原溶解的O2生成H2O2，进而与通入的O3反应生成具有强氧化性的·OH；本发明专利技术的处理方法是原位电产生H2O2协同O3氧化的处理方法，能够持续、高效地产生H2O2，最终高效地去除水体中的难降解有机污染物。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】_种原位电产生H2〇2协同〇3[00011本申请是申请号为20121054947 2.3的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术属于电化学废水处理
，具体涉及一种原位电产生H202协同03氧化 的废水处理装置及方法。
技术介绍
03氧化技术被广泛用于污水治理和净化工艺。03在氧化过程中有两种机理：（1)直 接氧化。在酸性溶液中，由于其氧化还原电位较高2.07Vvs.NHE，03分子可亲电进攻有机物 使其氧化。（2)间接氧化。在碱性溶液中，其氧化还原电位为1.25Vvs.NHE，03分子先产生具 有强氧化性的· 0H，从而降解有机物。根据以上特点，03氧化具有氧化能力有限、受pH影响 较大等缺陷，不适用于实际污水的处理。 近些年，一些基于〇3氧化的高级氧化技术(如UV/〇3、H2O2/O3(Peroxone)等)得到了 广泛研究，这些新技术可有效处理含氯、有机农药以及药物的污水。 Peroxone过程是指在水溶液中，利用H2O2和〇3反应产生· 0H而降解有机污染物的 过程。Ormad等人研究了使用Peroxone过程处理有机氯废水(三氯杀螨醇和涕滴恩），结果表 明Peroxone氧化体系比〇3氧化体系能更有效的去除氯苯类物质。Ku等人将Peroxone过程用 于降解丙酮溶液，其结果表明：（1)在碱性条件下Peroxone降解效率更高(2)H202与03的摩尔 比为0.5时，降解效果最佳。 1894年，法国人Fenton在研究中发现亚铁离子(Fe2+)与过氧化氢(H202)在酸性水 溶液中，可以有效氧化酒石酸，这种亚铁盐和H202的反应叫做Fenton反应。随着进一步的研 究，电-芬顿(Electro-Fenton)综合了电化学过程和Fenton过程，将电化学过程产生的Fe2+ 和H2O2作为Fenton试剂的持续来源，在反应过程中无须添加任何试剂，且大大提高了Fenton 处理的效率。基于此，可在Peroxone反应中引入电化学持续产H2O2过程，从而进一步提高 Peroxone过程降解有机污染物的效率。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种原位电产生h2o2协同 〇3氧化的废水处理装置及方法，完全不需加药剂，利用电化学方法持续、高效产生h2〇2，并能 与〇3迅速反应产生· 0H高效去除水体中难降解有机污染物。 为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为： -种原位电产生H202协同03氧化的废水处理装置，包括反应容器4,反应容器4的底 部设有磁力搅拌器1，搅拌磁子2设在反应容器4内，反应容器4的内部设有不锈钢微孔曝气 头3、惰性阳极5和气体扩散阴极6,搅拌磁子2、不锈钢微孔曝气头3、惰性阳极5和气体扩散 阴极6浸没在废水溶液中，惰性阳极5和气体扩散阴极6竖直相对，反应容器4还设有通入0 3 的管路，惰性阳极5和气体扩散阴极6采用直流电源。阴极〇2还原过程需要对废水溶液进行微孔曝气，所曝气体为〇2与〇3的混合气体，其 中〇2体积分数大于95%，所曝〇3的量为0-20g/(h·L废水），采用不锈钢微孔曝气，曝气流量 范围为〇-〇.5L/min，曝气同时伴随着800-1200rpm的搅拌。所述的气体扩散阴极6采用炭黑-聚四氟乙烯(C-PTFE)气体扩散电极，在直流电场 中，制得C-PTFE阴极表面在废水溶液中形成固液气三相界面，并于此三相界面处还原溶解 的〇2生成H2〇2,进而与通入的〇3反应生成具有强氧化性的· 0H。 所述直流电源为恒定电流的直流电源，通电时阴极电流密度范围为0-60mA/cm2。 所述的废水的溶液初始T0C范围为0-100000ppm;允许的pH范围为2-12。 一种原位电产生H2〇2协同〇3，包括以下步骤： 第一步，将准备好的惰性阳极5和气体扩散阴极6插入到废水溶液中，并将之与直 流电源连接，通电时阴极电流密度范围为0-60mA/cm2; 第二步，向反应容器4中通过微孔曝气头3曝入02和〇3的混合气体，所曝气体流速范 围为CK0.5L/min; 第三步，根据恒定电流、02和03混合气体流量，接通直流电源，处理废水溶液。 原位电产生H202协同03氧化处理废水0.5h_12h之后，可达到明显的去除效果。与传统电化学处理废水方法(直接电化学氧化、Electro-Fenton等等）相比，本发 明的独特优点和有益效果如下： (1)不需要加入化学药剂，大幅降低处理成本。 (2)H202由气体扩散阴极持续原位产生，提高了安全性能。 (3)持续原位产生的H202与持续制得的03可充分发生反应，提高反应效率。 (4)处理废水的pH范围广，无需调节pH。 (5)处理过程清洁，不会产生污泥以及二次污染。 (6)处理过程中只需控制直流电流以及曝气流速，易于控制。 (7)可与其他废水处理技术联用，提高处理效率。可见，本专利技术是处理难降解、高浓度有机废水的一种高效技术，具有良好的发展前 景。【附图说明】图1为本专利技术的装置结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术做详细描述。 参照附图，一种原位电产生H202协同03氧化的废水处理装置，包括反应容器4,反应 容器4的底部设有磁力搅拌器1，搅拌磁子2设在反应容器4内，反应容器4的内部设有不锈钢 微孔曝气头3、惰性阳极5和气体扩散阴极6,搅拌磁子2、不锈钢微孔曝气头3、惰性阳极5和 气体扩散阴极6浸没在废水溶液中，惰性阳极5和气体扩散阴极6竖直相对，反应容器4还设 有通入〇 3的管路，惰性阳极5和气体扩散阴极6采用直流电源。阴极02还原过程需要对废水溶液进行微孔曝气，所曝气体为02与〇3的混合气体，其 中以〇2体积分数大于95%，所曝〇3的量为0-20g/(h·L废水），采用不锈钢微孔曝气，曝气流 量范围为o-o. 5L/min，曝气同时伴随着800-1200rpm的搅拌，有利于反应物的液相传质，提 高反应几率和处理效果。所述的气体扩散阴极6采用C-PTFE气体扩散电极，在直流电场中，制得C-PTFE阴极 表面在废水溶液中形成固液气三相界面，并于此三相界面处还原溶解的〇2生成H2〇2，进而与 通入的〇3反应生成具有强氧化性的· 0H。所述直流电源为恒定电流的直流电源，通电时阴极电流密度范围为0-60mA/cm2。所述的废水的溶液初始T0C范围为0-100000ppm;允许的pH范围为2-12。本专利技术的工作原理为：参照附图，向有机废水的溶液中通入02和03的混合气体，在直流电场中，废水中溶 解的〇2被还原为H2〇2,继而与溶液中溶解的〇3发生反应生成具有强氧化性的· 0H，从而氧化 降解有机污染物，此过程中需根据情况，向被处理废水中加入或不加入一定量电解质使其 具有良好的导电性能。 一种原位电产生H202协同03，包括以下步骤：第一步，将准备好的惰性阳极5和气体扩散阴极6插入到废水溶液中，并将之与直 流电源连接，通电时阴极电流密度范围为0-60mA/cm2; 第二步，向反应容器4中通过微孔曝气头3曝入02和03的混合气体，所曝气体流速范 围为CK0.5L/min; 第三步，根据恒定电流、02和03混合气体流量，接通直流电源，处理废水溶液。下面采用本装当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，将准备好的惰性阳极和气体扩散阴极插入到垃圾渗滤液中，并将之与直流电源连接，通电时阴极电流密度范围为0‑60mA/cm2；第二步，向反应容器中通过微孔曝气头曝入O2和O3的混合气体，所曝气体流速为0‑0.5L/min，曝气同时伴随着800‑1200rpm的搅拌；第三步，根据恒定电流、O2和O3混合气体流量，接通直流电源，处理垃圾渗滤液；其中，所述气体扩散阴极是C‑PTFE气体扩散电极，其阴极表面在垃圾渗滤液中形成固液气三相界面，并于此三相界面处还原溶解的O2生成H2O2，进而与通入的O3反应生成具有强氧化性的·OH；所述处理方法是原位电产生H2O2协同O3氧化的处理方法；所述直流电源是恒定电流的直流电源，所述微孔曝气头是不锈钢微孔曝气头，所述O2和O3的混合气体中O2体积分数大于95％，所述处理垃圾渗滤液的时间为0.5h‑12h。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉珏，袁实，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。