申请日2014.09.24
公开(公告)日2015.02.25
IPC分类号C02F1/72; C25B1/30
摘要
本发明提出了一种新型H2O2发生器，具有高效、节能的特点。其基本构型是空气扩散阴极置中间的双电极结构，且阴、阳电极平行放置。与传统的单电极H2O2发生器相比，新型H2O2发生器不仅能产生较高浓度的H2O2，而且电耗可降低60%以上。以此H2O2发生器为基础的电芬顿技术对较宽浓度范围的有机废水均有较好的处理效果，可作为难降解有机废水预处理或深度处理。
权利要求书
1.一种新型H2O2发生器的构型。
圆筒型密封的气体扩散阴极置于反应器中间，由一个空气进气口、一个出气 口和两个以导线相连的气体扩散电极片构成。该阴极与两片阳极平行放置，两 极间距为0.3-3cm。过氧化氢发生过程，通过调节空气流量0.05-0.8L/min和阴 极电流密度5-100mA/cm2控制产过氧化氢产量。
2.根据权利要求1所述构型，其特征在于阳极为金属氧化物电极，阴极为空气 扩散电极。
3.该新型H2O2发生器电芬顿处理废水方法
将有机废水调节pH值为2-5，并加入亚铁0.1-1mM，启动该新型H2O2发生 器，根据废水水质控制合适空气流量、阴极电流密度，即可进行废水处理。
说明书
一种新型过氧化氢发生器及用于有机废水电芬顿处理的方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，主要涉及一种新型过氧化氢发生器的构型设计以及将此发生器应用于有机废水的电芬顿处理。
背景技术
电芬顿主要利用电化学阴极还原产生过氧化氢(H2O2)，并在外加铁盐等催化剂条件下形成具有强氧化性的羟基自由基，从而无选择性的降解有机污染物。因其高效、环境友好等特点，在化工、染料、制药等难降解废水的处理方面显示了较好的应用前景。利用电芬顿技术对有机废水处理的优劣程度主要取决于高效阴极，阴极H2O2的产量越大、电流效率越高越有利于提升处理能效。研究表明，碳材料是产H2O2的良好材料，常用的阴极材料包括：石墨、碳毡、碳海绵、发泡玻璃碳、碳纤维、碳纳米管以及气体扩散电极(GDE)等。由于常规条件下，氧气在水溶液中的溶解度较低，从而影响了阴极电化学还原性能，而GDE克服了低溶解氧对H2O2产量的限制，被认为是产H2O2的最佳电极。
但目前使用的电芬顿系统中，GDE通常采用单电极结构，且阴极面朝下，此构型不仅影响阴阳两极之间电子的传质和反应，更增加了处理的电耗。并且，这种两电极不平行放置的体系也极大的影响了该技术的放大和应用。因此，如何创新阴阳两极平行放置的高效GDE，构建新型H2O2发生器并应用于污染物的电芬顿处理十分有必要。
发明内容
本发明的新型H2O2发生器：圆筒型密封的气体扩散阴极置于反应器中间，由一个空气进气口、一个出气口和两个以导线相连的气体扩散电极片构成。该 阴极与两片阳极平行放置，两极间距为0.3-3cm。过氧化氢发生过程，通过调节空气流量0.05-0.8L/min和阴极电流密度5-100mA/cm2控制产过氧化氢产量。
本发明处理有机废水的方法如下：将有机废水调节pH值为2-5，并加入亚铁0.1-1mM，启动该新型H2O2发生器，根据废水水质控制合适空气流量、阴极电流密度，即可进行废水处理。
本发明具有以下的突出特点和有益效果：
(1)该新型的H2O2发生器可以高效地产生高浓度的H2O2。在电流密度为50mA/cm2、pH=7条件下，3h后H2O2产量高达2000mg/L以上。
(2)该新型H2O2发生器较传统单电极H2O2发生器更高效节能，产H2O2的单位电耗不到为传统发生器的36%。
(3)以该新型的H2O2发生器为基础的电芬顿系统对有机废水浓度适应范围广，既可用作低浓度废水的深度处理，也可用于较高浓度废水的预处理。