公布日：2023.11.14
申请日：2023.08.28
分类号：C02F1/467(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体公开一种吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，用于废水处理。该方法合成了一种具有分级结构的导电吸附填料，该填料比表面积大，能够提高硫脲吸附效率。在吸收塔中依次分层填充密度逐渐增大的导电吸附填料，废水自塔顶进料，实现废水的逐级吸附过滤。在此基础上，在填料吸收塔中的导电吸附填料与填料支撑板之间外接电源，构成电解池，使废水中有机物在导电吸附填料处富集，完成原位电催化氧化，实现连续性吸附提高了降解效率。该发明将导电吸附填料、填料吸收塔和原位电催化氧化等工艺耦合，解决了原有单一方法处理废水效率低的问题，无需复杂的装置，适应性强。
权利要求书
1.一种吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、合成导电吸附填料：将泡沫金属填料浸泡于碱性有机溶剂中，静置反应，然后向浸泡有泡沫金属填料的碱性有机溶剂中滴加金属前驱体溶液，超声分散，静置反应，之后取出泡沫金属填料至马弗炉中，高温反应一段时间，得到具有分级结构的导电吸附填料；S2、搭建吸收塔：在吸收塔的内部从上至下设置多个吸附层，所述吸附层包括所述导电吸附填料和填料支撑板，所述导电吸附填料的填充密度自上至下逐渐增大；S3、搭建电催化装置：将各吸附层的导电吸附填料与承载所述导电吸附填料的填料支撑板均通过外接电源连接构成电解池，所述导电吸附填料做正极，所述填料支撑板做负极；S4、废水进入吸收塔，在所述电解池通电的条件下，废水从上至下依次流经各吸附层后出水，废水中的有机物在被物理吸附的同时发生了原位电催化氧化。
2.根据权利要求1所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属前驱体溶液的浓度为10～30wt％，所述金属前驱体溶液是硫酸铜溶液、硫酸铝溶液和硫酸铁溶液中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，步骤S1中，所述碱性有机溶剂是通过有机溶剂与氢氧化钠溶液混合反应制备的，所述有机溶剂是过硫酸铵、过硫酸钠和均苯三甲酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，所述有机溶剂的浓度为50～75wt％。
5.根据权利要求1所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，步骤S1中，所述泡沫金属填料是泡沫铜、泡沫铁和泡沫镍中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，步骤S2中，所述填料支撑板是硅基材料、碳素材料和合金中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，在步骤S1中，先将泡沫金属填料进行清洗，然后再浸泡于碱性有机溶剂中，所述清洗的方法为：将泡沫金属填料置于异丙醇中，搅拌清洗，之后再用盐酸溶液清洗泡沫金属填料的表面，继续搅拌清洗，超声振荡。
8.根据权利要求7所述的吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，其特征在于，步骤S2中，所述吸收塔内还设有液体分布器，所述液体分布器设于吸收塔的液体入口的下方及顶层吸附层的上方之间，除底层吸附层之外的其他吸附层的填料支撑板的下方均设有一个液体再分布器。
9.一种原位电催化氧化技术和吸附法相结合的方法在废水处理中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，有效解决废水中的硫脲难以去除且现有方法对废水中硫脲吸附效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种吸附强化电催化氧化连续处理废水中硫脲的方法，包括以下步骤：
S1、合成导电吸附填料：将泡沫金属填料浸泡于碱性有机溶剂中，静置反应，然后向浸泡有泡沫金属填料的碱性有机溶剂中滴加金属前驱体溶液，超声分散，静置反应，之后取出泡沫金属填料至马弗炉中，高温反应一段时间，得到具有分级结构的导电吸附填料。
S2、搭建吸收塔：在吸收塔的内部从上至下设置多个吸附层，所述吸附层包括所述导电吸附填料和填料支撑板，所述导电吸附填料的填充密度自上至下逐渐增大。
S3、搭建电催化装置：将各吸附层的导电吸附填料与承载所述导电吸附填料的填料支撑板均通过外接电源连接构成电解池，所述导电吸附填料做正极，所述填料支撑板做负极。
S4、废水进入吸收塔，在所述电解池通电的条件下，废水从上至下依次流经各吸附层后出水，废水中的有机物在被物理吸附的同时发生了原位电催化氧化。
进一步地，步骤S1中，所述金属前驱体溶液的浓度为10～30wt％，所述金属前驱体溶液是硫酸铜溶液、硫酸铝溶液和硫酸铁溶液中的至少一种。
进一步地，步骤S1中，所述碱性有机溶剂是通过有机溶剂与氢氧化钠溶液混合反应制备的，所述有机溶剂是过硫酸铵、过硫酸钠和均苯三甲酸中的至少一种。
进一步地，所述有机溶剂的浓度为50～75wt％。
进一步地，步骤S1中，所述泡沫金属填料是泡沫铜、泡沫铁和泡沫镍中的至少一种。
进一步地，步骤S2中，所述填料支撑板是硅基材料、碳素材料和合金中的至少一种。
进一步地，在步骤S1中，先将泡沫金属填料进行清洗，然后再浸泡于碱性有机溶剂中，所述清洗的方法为：将泡沫金属填料置于异丙醇中，搅拌清洗，之后再用盐酸溶液清洗泡沫金属填料的表面，继续搅拌清洗，超声振荡。
进一步地，步骤S2中，所述吸收塔内还设有液体分布器，所述液体分布器设于吸收塔的液体入口的下方及顶层吸附层的上方之间，除底层吸附层之外的其他吸附层的填料支撑板的下方均设有一个液体再分布器。
本发明还提供一种原位电催化氧化技术和吸附法相结合的方法在废水处理中的应用。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明将泡沫金属填料与有机配体通过配位键和其他作用方式形成的具有高度规整结构的多孔配位化合物作为吸收塔填料，能够极大的提高废水中硫脲的吸附率。
(2)本发明的导电吸附填料的制作方法简单，稳定性强，具有分级纳米结构，能够有效增加比表面积，提高吸附效率。
(3)本发明将电催化氧化法与吸收塔相联合，解决电极表面有机物浓度低催化效率低的问题，有利于实现高效捕集后原位电催化氧化，提高降解效率。
(4)本发明的方法能够从废水中吸附绝大部分硫脲，废水中硫脲脱除率达98％，从而减少废水污染，适用于废水回收环保领域，具有广阔的工业应用前景。
（发明人：王明;侯影飞;李佳坤;燕锡尧;周治军;王珍;宋泓辰）