申请日2000.04.28
公开(公告)日2001.11.14
IPC分类号C02F1/461
摘要
新型气体扩散电极反应器处理含染料废水的方法是属于环保节能领域用于氧化废水中难生物降解有机物的方法,采用Pt、Fe、C、Au、Ag、Wo、Mn、Ni、Cu等元素的材料或其合金以复合气体扩散电极形式用作新型电解反应器的阳极或阴极,在3～20V电压下,对印染、纺织工业废水进行电化学处理,该操作在常温常压下进行,操作简便,设备简单,采用本方法进行工业废水处理具有能耗小,投资低,脱色快,处理效果好,运行稳定的优点,但采用该技术时应注意控制电流强度。
权利要求书
1.采用复合气体扩散电极的电化学技术处理含染料废水的方法，按以下特征进行：
(1)采用Pt、Fe、C、Wo、Mn、Ni、Cu等元素的材料或其合金以复合气体扩散
电极形式用作新型电解反应器的阳极或阴极。
(2)处理废水过程中，电解产生的气体或通入的气体，在扩散电极上发生氧化还原
反应，减少析氧或析氢等副反应的发生，提高电流效率，降低能耗。
2.将复合气体扩散电极技术应用于含染料废水的电解处理过程。在外加直流电3～20V
电压下进行电解，电流密度控制在0.005～0.3A/cm2，气体扩散速度控制在4～100m3气
体/(m3*H)范围内。
说明书
新型气体扩散电极反应器处理含染料废水的方法
新型气体扩散电极反应器处理含染料废水的方法是属于环保节能领域用于氧化废水中 难生物降解有机物的方法。本发明采用复合气体扩散电极的电化学技术处理印染、纺织工 业废水中染料和其它有机物的实质是在电化学反应过程中生成高活性的羟基等自由基对有 机物进行氧化分解。
随着印染与纺织工业的发展，其生产废水已成为当前主要的水体污染源之一，并一直 是工业废水治理的难点。这类废水的成分复杂，含有机染料，色度深，毒性强，难降解 (BOD/COD小)，pH值波动大，组分变化大，且浓度高，水量大。
纺织、印染废水中主要含有各种染料、染色助剂、浆料、纤维、表面活性剂和无机盐 等。染料按其染色工艺可分为：直接染料、还原染料、酸性染料、分散染料和活性染料等。 染料的印染工艺复杂且变化大，其废水成分复杂多变是目前工业废水的处理中的难点之一。
目前国内外处理这类废水的常用方法有混凝法和生化法。
混凝法是含染料废水治理的常用方法之一，该法具有使用简便，设备投资少，处理效 果好，成本较低的优点。但混凝法对许多可溶性好的染料，对水体中其它可溶性N、P化 合物去除率差。近年来染料工业和印染工业的发展使染料的生产和染色工艺更复杂，生产 方法繁多，染料分子结构更为复杂，混凝法脱色难度增高。
生化法处理含染料废水也有明显的缺点，微生物对营养物质、pH、温度等条件有一定 要求，难以适应染料废水水质波动大，染料种类多，毒性高的特点，生化法还存在占地面 积大，管理复杂，对色度和COD去除率低，废水达标难度大的缺点，尤其是染料结构不 断向抗生物降解方向发展。
电化学方法治理污水具有无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，设备体积小，占地面 积少，操作简便灵活等优点。但传统电化学方法多年来存在有能耗大、成本高及存在析氧 和析氢等副反应的缺点。
电化学过程所需电压及能耗是由阳极电位和阴极电位及溶液压差所决定的。本发明使 用复合气体扩散电极代替传统析氧电极或析氢电极的技术在电化学反应过程中可明显降低 电解过程的能耗。本发明采用新型气体扩散电极电解反应器对工业废水中有机物的氧化降 解，提供一种高效率、低能耗的工业废水治理方法。
采用复合气体扩散电极使·OH的生成能耗降低，在相同的电流密度和电压下，增加·OH 的生成量，从而使有机物快速地被具有强氧化性的自由基氧化。
以下为本发明的具体说明
1.用作本发明的电解过程的阳极或阴极的复合气体扩散电极，可采用Pt、Fe、 C、Wo、Mn、Ni、Cu等元素的材料或其合金的板孔结构、纤维或薄膜结构组成，并 按图1所示原理组成电解反应装置。
2.电解过程在外加直流电3～20V电以下进行电解，电流密度控制在 0.005～0.3A/cm2。电流密度过大降低电流效率，电流密度过小影响自由基的生成速率， 针对不同废水要控制相应的电压和电流。
3.复合气体扩散电极可采用板式或其它形式的电极结构。
4.电解处理废水的过程是在具有气体扩散电极的反应器中进行的，电解产生的 气体或通入的气体，在扩散电极上发生氧化还原反应，气体扩散速度控制在4～100m3气 体/(m3*H)范围内。通过复合气体扩散电极，能够降低电极板间电压压差，减少析氧或 析氢等副反应的发生，提高电流效率，降低能耗。
5.对处理印染、纺织工业废水的处理时间短，废水经5～20分钟反应后，色度即 可大为降低，同时去除废水的COD，提高BOD/COD值。本发明与生物法等传统方法 结合能更经济的治理废水。