用于处理废水的电极、包括该电极的废水处理装置和废水处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于处理废水的电极、包括该电极的废水处理装置和废水处理方法，所述电极包括导电基材；光催化剂，负载在导电基材的第一表面上，用于去除废水中的有机物；复合催化剂，负载在导电基材的第二表面上，用于去除废水中的无机含氧酸根和金属离子，其中，复合催化剂包括多孔载体及负载在多孔载体的表面上和/或多孔载体的孔道内的微生物，微生物在厌氧条件或缺氧条件下对废水中的无机含氧酸根进行还原。本发明专利技术提供的电极负载有光催化剂和复合催化剂，该复合催化剂包含的多孔载体及负载在多孔载体上的微生物可以协同作用去除废水中的无机含氧酸根、金属离子；此外，光催化剂和复合催化剂也可以协同去除有机物，从而进一步提高废水的净化效果。一步提高废水的净化效果。一步提高废水的净化效果。

【技术实现步骤摘要】
用于处理废水的电极、包括该电极的废水处理装置和废水处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，尤其涉及一种用于处理废水的电极、 包括该电极的废水处理装置和废水处理方法。

技术介绍

[0002]随着工业的快速发展，工业废水的排放量也随之增加。由于工业废水 中通常会含有有机污染物(例如对硝基苯酚等)和无机污染物(例如重金 属离子、硫酸根、硝酸根等)，若未经处理将其排放至环境中，会严重破 坏环境和损害人们身体健康。因此，需要将工业废水进行相应的处理后才 能排放至环境中。
[0003]专利申请号为201080033251.X、专利技术名称为《结合光催化和电化学废 水处理方法和系统》中记载，通过在电极的导电基底上施加光催化剂(例 如金属氧化物、光导复合物、硅)和电催化剂(例如Ta2O
5-IrO2、SnO2、 Pt、RuO2、IrO2)以去除有机化学污染物(例如2-硝基苯酚、4-硝基苯酚)， 为水净化和废液处理提供了非常有前途的环保技术。
[0004]然而，上述方法对无机含氧酸根、金属离子等污染物的去除非常有限， 进而限制其在工业废水中的进一步应用。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术目的就是提供一种用于处理废水中的有机物和金 属离子的电极和应用，该电极的导电基材上负载有光催化剂和复合催化剂， 应用于废水处理中，不仅对有机物具有较好的降解效果，而且对无机含氧酸 根和金属离子也具有较好的去除效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：<br/>[0007]本专利技术的第一个方面提供了一种电极，用于去除废水中的有机物、无机 含氧酸根和金属离子，所述电极包括：
[0008]导电基材；
[0009]光催化剂，负载在所述导电基材的第一表面上，用于去除废水中的有机 物；
[0010]复合催化剂，负载在所述导电基材的第二表面上，用于去除废水中的无 机含氧酸根和金属离子，其中，所述复合催化剂包括多孔载体及负载在所述 多孔载体的表面上和/或所述多孔载体的孔道内的微生物，所述微生物在厌氧 条件或缺氧条件下对废水中的无机含氧酸根进行还原。
[0011]作为一种可选的实施方案，所述多孔载体选自铁粉和海绵铁中的至少一 种。
[0012]作为一种可选的实施方案，所述铁粉的粒径为50-120μm。
[0013]作为一种可选的实施方案，所述微生物选自脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、 脱硫单胞菌属、热脱硫杆菌属、脱硫叶菌属、脱硫菌属、脱硫球菌属、脱硫 线菌属、脱硫八叠球菌属和脱硫杆菌属中的至少一种。
[0014]作为一种可选的实施方案，所述光催化剂选自二氧化钛、二氧化锡、三 氧化钨、硫化镉和碲化镉中的至少一种。
[0015]作为一种可选的实施方案，所述电极上光催化剂的负载量为 0.05-10mg/cm2。
[0016]作为一种可选的实施方案，所述电极上复合催化剂的负载量为 0.1-20mg/cm2。
[0017]作为一种可选的实施方案，所述电极为阳极。
[0018]本专利技术的第二个方面提供了一种废水处理装置，所述废水处理装置包括：
[0019]壳体；
[0020]至少两个电极，间隔设置在所述壳体内，其中，所述电极为权利要求1-8 任一项所述的电极；
[0021]光源，位于所述壳体的上方；
[0022]电源，设置在所述电极之间以提供电给所述电极和所述光源。
[0023]本专利技术的第三个方面提供了一种废水处理方法，采用电解和光催化结合 工艺来处理废水，其中，所述废水处理方法使用了上述实施方案中所述的废 水处理装置。
[0024]本专利技术提供的实施方案，至少具有如下优势：
[0025]1)本专利技术提供的电极，该电极上负载有光催化剂和复合催化剂，该复合 催化剂包括多孔载体和负载在该多孔载体表面和/或孔道内的微生物，该微生 物和多孔载体可以协同作用去除废水中的无机含氧酸根、金属离子(铀、锌、 铜等)；此外，光催化剂和复合催化剂也可以协同去除有机物，从而进一步 提高废水的净化效果。
[0026]2)本专利技术提供的废水处理装置，由于含有上述实施方案中的电极，因此， 该废水处理装置对废水中的有机物、无机含氧酸根和金属离子具有较好的去 除效果。
[0027]3)本专利技术提供的废水处理方法，采用上述废水处理装置，因此，该废水 处理方法对废水具有较好的净化效果。
[0028]除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以 及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本专利技术提供的用于处理 废水的电极和应用所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特 征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方案中作出进一步详细 的说明。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的废水处理装置的结构示意图。
[0031]附图标记说明：
[0032]1-废水处理装置；
[0033]10-壳体；
[0034]20-阳极；
[0035]30-阴极；
[0036]40-光源；
[0037]50-电源。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]以下提供了对本文中使用的一些术语的定义。除非另作限定，本文中使 用的所有科技术语与本公开所属领域的技术人员通常所理解的具有相同的含 义。
[0040]本文中使用的“微生物”是指任何微观生物体，其可为单细胞或多细胞 生物体。该术语通常用于指能够在合适的培养基中生长和繁殖的任何原核或 真核微观生物体，包括但不限于细菌中的一种或多种。由本专利技术的范围涵盖 的微生物包括原核生物，即细菌和古细菌。
[0041]本文中所使用的“约”将为本领域技术人员所理解，并将取决于其被使 用的上下文而在一定范围内变化。
[0042]本文中使用的“异化还原”指的是作为电子传递链中末端电子受体的物 质的还原。异化还原与同化还原不同，后者涉及到摄取营养物过程中的物质 的还原。
[0043]本文中使用的“硫酸盐”指的是硫酸的可溶性盐，包含SO
42-的多价阴离 子。
[0044]本文中使用的“硫酸盐还原菌”和“SRB”指的是在将硫酸盐还原为硫 化物，尤其是该硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，其特征在于，用于处理去除废水中的有机物、无机含氧酸根和金属离子，所述电极包括：导电基材；光催化剂，负载在所述导电基材的第一表面上，用于去除废水中的有机物；复合催化剂，负载在所述导电基材的第二表面上，用于去除废水中的无机含氧酸根和金属离子，其中，所述复合催化剂包括多孔载体及负载在所述多孔载体的表面上和/或所述多孔载体的孔道内的微生物，所述微生物在厌氧条件或缺氧条件下对废水中的无机含氧酸根进行还原。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述多孔载体选自铁粉和海绵铁中的至少一种。3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述铁粉的粒径为50-120μm。4.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述微生物选自脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、脱硫单胞菌属、热脱硫杆菌属、脱硫叶菌属、脱硫菌属、脱硫球菌属、脱硫线菌属、脱硫八叠球菌属和...

【专利技术属性】
技术研发人员：易正戟，刘剑，曾荣英，刘兴，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：