一种新型电‑芬顿体系制造技术

本发明专利技术涉及一种基于新型电解质的电‑芬顿体系，用于高效去除难降解有机废水。该系统组成为：8 cm × 4 cm的铁片为阳极，相同面积的碳毡为阴极，三聚磷酸钠（STTP）为电解质，并通入流量为1.8L/min的氧气，用0.1 M的硫酸调节pH至6，工作电流为0.5mA。本发明专利技术利用三聚磷酸钠与Fe2+发生的络合反应，对传统的电‑芬顿系统进行了改良。由于生成的络合物与氧气或超氧根能够生成过氧化氢，从而保证了体系高效的氧化能力，确保系统有更多的羟基自由基供给，很大程度上提高系统的降解效率。同时，宽的pH适宜范围扩展了体系的可利用性，减小运行成本。本发明专利技术工艺简单、操作容易、成本低、可控性好，为电‑芬顿体系大规模应用与废水处理提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种能够更高效地降解有机废水的电-芬顿体系。
技术介绍
电-芬顿法是利用·OH的强氧化性能对水中有机物进行降解的，主要反应方程式如下：O2+2H++2e-→H2O2(1)H2O2+Fe2+→Fe3++·OH+OH-(2)Fe3++e-→Fe2+(3)该方法具有操作简单、反应时间短、污染物降解高效的特点而倍受关注。由于体系中Fe2+/Fe3+的循环很大程度上决定着系统的降解速率。当反应过程中Fe2+/Fe3+，不能重新还原为Fe2+时，则无法与过氧化氢反应生成·OH，致使系统氧化性能降低；过多的Fe3+与水中OH-生成Fe（OH）3沉淀析出，对水样产生二次污染。因此在传统电-芬顿体系运行时，为防止铁泥的析出，需要将其pH调整至3左右，这既限制了体系的实际应用，又增加了药剂用量，增加了处理成本。人们曾试图从各方面进行改良，如：将对阴极材料进行改性等，但并没有取得理想的效果。
技术实现思路
本专利技术针对传统电-芬顿法的不足，提供一种利用三聚磷酸钠作为电解质的电-芬顿系统，改良后的电-芬顿体系能够更高效地处理有机废水。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种新型电-芬顿系统，取50mL的有机废水，向其中加入三聚磷酸钠（STTP），其浓度为5mM，将反应池置于磁力搅拌器上进行充分搅拌一分钟，取出后用0.1M的硫酸调节pH值至6。在室温条件下，用铁电极为阳极，用的碳毡为阴极，组成无隔膜的电-芬顿系统，阴极和阳极之间的电极间距是3cm；电解阳极采用直径为4mm、长9cm的铁钉，阴极采用8cm×2cm的碳毡，同时通入氧气，将电流调至0.5mA。与传统电-芬顿系统相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术中STPP的使用为分子氧提供了新的活化途径，生成更多的过氧化氢，提高体系氧化能力。其次，STPP还可以抑制系统中电子还原H+，使更多电子用于Fe3+的还原。最重要的是，STPP的存在避免体系中Fe3+过多时，生成Fe（OH）3沉淀。同时，拓宽了体系的pH范围，这为电-芬顿体系的实际应用提供保障。说明书附图：图1是采用不同电解质进行降解的对照试验结果；图2是不同PH值条件下进行降解的对照试验结果。具体实施方式本专利技术提出的理论依据是：克服系统中Fe2+/Fe3+循环的障碍、改善体系可应用的pH范围，就可以对整个系统的运行效率有质的提升。体系的作用原理如下：在氧化过程中阳极析出大量Fe2+，氧化了过氧化氢生成羟基自由基，自身还原成Fe3+。STPP与过量的Fe2+发生络合反应生成络合物，该络合物可与水中·O2-、O2和H+反应生成H2O2。2Fe(Ⅱ)-STPP+O2+2H+=Fe(Ⅲ)-STPP+H2O2(1)Fe(Ⅱ)-STPP+O2=Fe(Ⅲ)-STPP+·O2-(2)Fe(Ⅱ)-STPP+·O2-+2H+=Fe(Ⅲ)-STPP+H2O2(3)实施例：一种新型电-芬顿系统：取50ml有机废水，并投入0.092g三聚磷酸钠，将反应池放置于磁力搅拌器中匀速搅拌一分钟后取出，用0.1M的硫酸调节pH至6。在室温条件下，用铁电极为阳极，用的碳毡为阴极，组成无隔膜的电-芬顿系统，阴极和阳极之间的电极间距是3cm。电解阳极采用直径为4mm、长9cm的铁钉，阴极采用8cm×2cm的碳毡，同时用空气泵通入空气，将电流大小调整至0.5mA。上述实施例构成的本专利技术体系进行实验，设定降解周期为一小时，定时取样测定水中有机物降解率。对照试验1分别利用硫酸钠，乙二胺四乙酸作为电解质进行降解，其他条件不变。图1为三组试验的处理结果。由图1可以看出，降解经历一小时后，三聚磷酸钠作电解质的降解率高达96%左右，而硫酸钠，乙二胺四乙酸分别只有60%和80%左右。对照试验2分别利用0.1M的硫酸调节pH至4、8、10、12，其他条件不变。图2为五组试验的处理结果。由图2可以看出，在降解周期内的任何时刻，pH=6的系统降解率均高于其他酸度的系统降解率。完成一小时的降解后，溶液pH=4、6、8、10、12的降解率分别为91%、96%、95%、88%、75%左右。综上，Ph=6时系统降解率最高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电‑芬顿系统，其特征在于：取50 mL的有机废水，向其中加入三聚磷酸钠（STTP），其浓度为5 mM，将反应池置于磁力搅拌器上进行充分搅拌一分钟，取出后用0.1M的硫酸调节pH值至6；在室温条件下，用铁电极为阳极，用的碳毡为阴极，组成无隔膜的电‑芬顿系统，阴极和阳极之间的电极间距是3 cm；电解阳极采用直径为4mm、长9cm的铁钉，阴极采用8cm×2cm的碳毡，同时通入氧气，将电流调至0.5mA。

【技术特征摘要】
1.一种新型电-芬顿系统，其特征在于：取50mL的有机废水，向其中加入三聚磷酸钠（STTP），其浓度为5mM，将反应池置于磁力搅拌器上进行充分搅拌一分钟，取出后用0.1M的硫酸调节pH值至6；在室温条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晶，高樱，刘金涛，吴小宁，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61