申请日2012.04.17
公开(公告)日2012.08.15
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明提供了一种基于电芬顿氧化技术的兰炭废水预处理方法，利用高效石墨气体扩散电极作为阴极，不锈钢板作为阳极构成电化学氧化体系，通过控制电流密度、极板间距、废水pH值及通气量等条件使通入的空气在阴极区产生双氧水，结合阳极电解产生的Fe2+构成芬顿试剂，产生具有极强氧化能力的羟基自由基氧化降解有机污染物，大幅降低废水COD的同时，提高了后续处理过程中废水的可生化性，达到充分去除污染物，提高去除率的目的;本发明也适合纺织、印染等其他生物难降解有机废水的电解处理过程。
权利要求书
1.一种基于电芬顿氧化技术的兰炭废水预处理方法，其特征在于，用石墨气体扩散电极作阴极，用不锈钢板做阳极;通过在阴极区鼓入空气产生H2O2，与阳极产生的Fe2+构成芬顿试剂，产生强氧化剂羟基自由基氧化降解有机污染物。
2.根据权利要求1所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述石墨气体扩散电极包括导电骨架及导电骨架上的扩散催化层，所述石墨气体扩散电极的长、宽、高分别为6cm、4cm、0.2cm。
3.根据权利要求2所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述导电骨架的材料为不锈钢金属网。
4.根据权利要求2所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述扩散催化层的材料为石墨、聚四氟乙烯、造孔剂及催化剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述组成扩散催化层的石墨、聚四氟乙烯、造孔剂及催化剂的质量比为8:2:1:0.01。
6.根据权利要求1所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述阴极区空气流量为2.5L/min，电流密度为5.2mA/cm2，废水pH值应控制在3±1.5，电极极板间距保持在2cm。
7.根据权利要求1所述的兰炭废水预处理方法，其特征在于，所述石墨气体扩散电极和不锈钢阳极采用多组电极按并行或串行方式连接。
说明书
一种基于电芬顿氧化技术的兰炭废水预处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种基于电芬顿氧化技术的兰 炭废水预处理方法。
背景技术
兰炭废水成分复杂，主要含有萘、蒽、醌及苯酚类物质，还含有大量环 链有机化合物、氰化物和氨氮等。兰炭属于半焦产品，是通过温度在650℃ 左右的低温干馏生产，导致兰炭废水中含有大量未被高温氧化的污染物，其 浓度要比焦化废水高出10倍左右，属于典型的生物难降解有机废水，传统的 生化法无法降解兰炭废水。
近年来多种高级氧化技术(AOPs)被开发应用于生物难降解有机废水中， 以氧化有毒及生物难降解物质。常用高级氧化技术有Fenton试剂法，湿式催 化氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、声催化氧化法、臭氧氧化法、 电化学氧化法等。其中芬顿法因其效率高、易操作、费用低等优点被广泛应 用于各种有机废水处理中。芬顿法主要是通过双氧水与Fe2+反应生成氧化性 极强的羟基自由基来氧化降解各种有机污染物。
传统的芬顿试剂法是向水中投加硫酸亚铁及双氧水两种化学原料共同作 用降解有机污染物，处理成本较高。双氧水在储运过程中具有一定危险性， 大量硫酸根被带入水中，体系产生大量铁污泥，会造成二次污染，所以传统 芬顿法应用受到限制。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于电芬顿 氧化技术的兰炭废水预处理方法，用不锈钢板做阳极，牺牲阳极产生Fe2+; 高效石墨气体扩散电极作阴极，用空气代替氧气与电极反应产生双氧水，阴 阳极协同作用产生芬顿试剂降解废水，节约成本且避免了二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于电芬顿氧化技术的兰炭废水预处理方法，用石墨气体扩散电极 作阴极，用不锈钢板做阳极;通过在阴极区鼓入空气产生H2O2，与阳极产生 的Fe2+构成芬顿试剂，产生强氧化剂羟基自由基氧化降解有机污染物。
所述石墨气体扩散电极的结构简单，比表面积大，包括导电骨架及导电 骨架上的扩散催化层。
所述导电骨架的材料为不锈钢金属网，扩散催化层的材料为石墨、聚四 氟乙烯、造孔剂及催化剂的混合物。
将兰炭废水加入电解槽中进行电化学处理，控制阴极区空气流量为 2.5L/min，电流密度为5.2mA/cm2，废水pH值应控制在3±1.5，电极极板间 距保持在2cm。
所述石墨气体扩散电极和不锈钢阳极采用多组电极按并行或串行方式连 接，以增加装置的处理能力。
本发明采用石墨气体扩散电极作阴极产生双氧水，与不锈钢板阳极产生 的Fe2+构成芬顿试剂产生羟基自由基，避免了双氧水储运的危险，同时废水 中也不会因为引入其他试剂而造成二次污染。双氧水和Fe2+在溶液原位产生， 有效提高了污染物的降解效率。
本发明可处理兰炭废水中多种生物难降解有机物污染物，也可用于处理 纺织、印染等其他行业生物难降解废水。