[发明专利]一种用于碱性条件下废水处理的微电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废水微电解处理的微电极：更具体地讲，本发明涉及一种可直接处理碱性工业废水的微电极。

背景技术

近年来，微电解法处理工业废水的研究成为热点，其中微电极的组成和构造是该技术的核心。微电解技术利用微电极直接作用于废水中的各种有害物质，使其降解为无害物质或使其转化为易降解而便于后续处理的物质。

然而，现有文献报道的微电极几乎都是以铁、碳为正、负极材料，其只能在酸性条件下发生氧化还原反应。

例如，中国专利02205209.7公开了一种动态强化微电解废水处理装置，该装置采用电化学方法对废水进行处理，其主体为一水平放置的转筒，转筒内的隔板和石墨板形成惰性电极相复合，等距离安插在隔板的定位条上，并由铜导线连接后引出装置筒体，在装置筒体外通过碳刷与固定的电极座定时连通，以强化了铁-碳床的微电解过程，缩短处理时间，增大处理能力。

再如，中国专利201020199670.8也公开了一种铁碳微电解废水处理装置，其在通过装置筒体内设置密布填料孔的塑料隔板，隔板与隔板之间用玻璃丝布隔开，从而使填料孔形成以玻璃丝布为底面的小格，铁碳填料置于密布的填料孔内，同样的隔板与填料一层层重叠上去，形成一个巨大的蜂巢式铁碳分解床，这样各填料孔将铁碳填料分割成无数小填料体，各小填料体之间不相互接触，从而克服了现有堆积式电解床的“结疤”、“钝化”等固有缺陷。

中国专利03206783.6、200920233972.X等也公开了以铁、碳为正、负极的处理方法和装置。

但是，在工业废水中诸多是碱性废水，因而在微电解法处理时需预先在废水中加酸，调节其PH值至酸性，经微电解后再用石灰等碱性物质调节回碱性，以便后续处理。这使得处理流程明显变长，成本显著增加。

因此，业界迫切需要一种能在碱性条件下发生氧化还原反应的微电极，使得废水处理时无需反复调节废水的PH值，从而缩短处理流程，并降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在碱性条件下发生氧化还原反应的微电极，使得碱性废水能直接处理而无需调节其PH值。

为实现本发明的目的，本发明人经过大量的研究，设计出一种可直接处理碱性工业废水的微电极，这种微电极经实验证明具有良好的处理效果。

根据本发明，用于碱性废水微电解处理的微电极包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料。其中，优选的阳极(负极)材料为锌粉，优选的阴极(阳极)材料为二氧化锰，而且按重量份计，阳极材料、阴极材料和多孔性载体的比例为0.5～1.5：0.5～1.5：0.2～1.0。碱性废水是指pH在8～12的废水。

在本发明的微电极中，所采用的多孔性载体优选为比重小于水的载体，以便在处理废水时，其能够产生向上的托举力，防止阳极材料和阴极材料过于沉积在废水处理池等的底部。这种向上的托举力有助于提高微电解处理的效率。载体采用多孔性材料，有助于阳极材料和阴极材料的分布，从而有助于形成众多的原电池，也进而有助于提高微电解处理的效率。

在本发明的微电极中，所采用的多孔性载体也可以是比重较大的载体，此种情况下，为产生托举力，可以将负载了阳极材料和阴极材料的载体装载于能产生托举力的装置或材料上，如泡沫材料中：或者将负载了阳极材料和阴极材料的载体分布在位于废水处理池等中的不同高度处的隔板上等。当然，也可以采用其它类似的装置或设计。但这样的设计会增加装置本身的复杂性或处理工艺的复杂性，也会带来成本问题。相比而言，在这一方面，采用比重小于水的多孔性载体有其特定的优势，可降低装置或处理工艺的复杂性。

优选地，在本发明的微电极中，所采用的多孔性载体是陶粒。陶粒就是陶质的颗粒，是一种人造轻质粗集料，外壳表面粗糙而坚硬，内部多孔，一般由页岩、黏土岩等经粉碎、筛分、再高温下烧结而成。根据原料的不同，陶粒可分为页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、铝钒土陶粒砂、煤矸石陶粒等：根据强度的不同，陶粒可分为高强度陶粒(强度标号不小于25MPa)和普通陶粒(强度标号小于25MPa)。

陶粒自身的堆积密度小于1100kg/m3，一般为300～900kg/m3。陶粒的最大特点是外表坚硬，外壳呈陶质或釉质，而内部有许许多多的微孔。这些微孔赋予陶粒质轻的特性。陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类，其中，一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒，其强度一般相对较高：超轻密度陶粒一般是指300～500kg/m3的陶粒：而特轻密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒，其保温隔热性能非常优异，但强度较差。