[发明专利]用于废水处理的电催化氧化材料及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种可对难生化废水、电镀废水、纳滤或RO膜产生浓液、印染废水等进行净化处理的电催化氧化材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会经济的高速发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染现象日趋严重。仅化工行业每年产生的废水就达上百亿吨，其中染料、医药及中间体等生产废水，因其浓度高、毒性大、难以降解而成为世界公认的难题。如何提高处理效率、降低投资对于高浓度、难降解有机工业废水处理项目来说十分关键，这是高浓度有机废水治理亟待解决的瓶颈问题。目前我国工业生产中产生的高浓度有机废水，主要采用厌氧与好氧相结合的方法进行处理，由于厌氧处理工艺的运行条件要求高，出水水质难以保证。随着污水处理工艺技术研究的不断深入，水处理思路从多种工艺的组合逐渐转向单一工艺，以满足多种工艺功能的要求，力图构建一种工艺，能较好地降低COD、BOD并去除氮、磷等污染物的研究已经成为行业的共同研究目标，但是此目标需要一些新材料应用支持。

在废水处理领域中，难生化处理的废水一般包括石化、制药、印染、制漆、电镀、皮革、垃圾渗滤液等各种废水。目前，国内外处理电镀废水方法比较多，如采用化学法，虽然其工艺较为成熟，但流程复杂，其中铬废水需分流处理，六价铬投加还原剂还原三价铬，表面活性剂化学破乳、除油等分类处理后再进行综合处理，操作环节多，劳动强度大。因配制、投加药剂污泥量大，运行费用通常为10-15元/吨，且处理COD、油、磷酸盐等有机污染物不易达标。

近年来，用微电解法处理印染废水、电镀废水、石油、化工废水、煤气洗涤废水、农药废水等的研究报道越来越多。以上各种有机工业废水的特点是污染物种类多，毒性大，C O D值高，酸碱性强，大部分都是生物难降解的污染物质，对生态环境和人体健康有很大的危害。如果采用生化方法或其他单项处理技术处理此类废水，不仅经济上不合算，同时也难以达到良好的处理效果。电催化氧化工艺与生化处理工艺相结合则在提高废水可生化性，改善废水水质，减轻后续处理负荷以及提高处理效果方面具有明显的优势。 电催化氧化工艺是利用电化学作用、氧化还原作用和絮凝作用，该工艺无论是在试验研究还是实际应用方面都已有几十年的经历，而且在去除COD、色度等方面都取得了令人非常满意的处理效果，COD的去除率在45%~80%，色度的去除率高达75%~90%。由于其具有工艺简单、操作方便、处理效果好等优点，目前在电镀废水、石油化工废水及制药废水处理过程中被广泛研究及应用，特别是石油化工废水和电镀废水方面的应用尤为广泛，电催化氧化技术在制革及印染废水中的研究也被广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，首先提供了一种对难生化废水、电镀废水、纳滤或RO膜产生浓液、印染废水等进行净化处理效果好的电催化氧化材料。

本发明用于废水处理的电催化氧化材料包括下述重量百分比的组分：铁粉 30～60%；氧化铝1～2%；氧化镍1～2%；氧化钛2～4%；硅酸铝 2～4%；水玻璃3～5% ；活性炭粉 20～30%；聚乙烯醇1～3 %；石墨粉10～20% 。

具体地，所述铁粉含铁量≥65%。

具体地，所述活性炭粉的含碳量≥95%。

具体地，所述铁粉粒径为250-400目，氧化铝粒径≤100纳米，氧化镍粒径≤100纳米，氧化钛粒径≤100纳米，活性炭粉粒径250-400目和石墨粉粒径250-400目。

本发明还提供了上述电催化氧化材料的制备方法，其包括下述步骤：

ａ．将铁粉、活性炭粉、石墨粉、氧化铝、氧化镍、氧化钛、硅酸铝、水玻璃、聚乙烯醇按配比配料；其中铁粉粒径250-400目、氧化铝粒径≤100纳米、氧化镍粒径≤100纳米、氧化钛粒径≤100纳米，将活性炭粉和石墨粉碾磨后过250-400目筛网； 

b. 将碾磨后的活性炭粉、石墨粉以及上述铁粉、氧化铝、氧化镍、氧化钛、硅酸铝材料放在反应釜中混合搅匀，再加入水玻璃、聚乙烯醇及水，调成含水率在20%左右的稠状物；

c. 将步骤b中制得的稠状物通过造粒机造粒或在成型机中压制成粒状、块状或盘状，脱模后送至烘箱中，在100-120℃下烘干3-4h，成粒或成硬块或盘状后将成型物放入高温炉中经800～1150℃下煅烧60～90min，制得成品率达95%以上电催化氧化材料。

本发明更进一步提供了电催化氧化材料的应用，其包括：

a、用稀盐酸对电催化材料表面进行活化，时间为20-30min；

b、调节废水PH值至4-6；