[发明专利]一种基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法

说明书

本发明公开了一种基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法，包括如下步骤：第一步，设计适合于电生双氧水的电化学装置；第二步，将石墨毡作为电生双氧水的阴极材料，在以石墨毡为阴极，钛钌铱电极为阳极的新型电解装置中，在不外加任何化学物质，无需加入隔膜的条件下，直接以原水为电解液；第三步，利用实验室自制的铁硅粉体作为类Fenton反应的非均相催化剂，增强该技术的预氧化能力；第四步，电化学预氧化方法对原水中的细菌、臭和味具有很好的去除作用；本发明的基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法，原水在不外加任何化学试剂的条件下流经无隔膜电化学装置，在电化学直接消毒和过氧化氢间接氧化的双重作用下，可实现对原水的有效预氧化。

技术领域

本发明涉及一种饮用水预氧化方法，具体涉及一种基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法，属于净水技术领域。

背景技术

水是生命之源，是人类生存和发展必不可缺的，全世界约有14亿人口缺乏可靠安全的饮用水，每年有几百万人死于因饮用水污染而引发的各类疾病，洁净安全的饮用水对人类生活至关重要，饮用水的消毒净化要引起高度重视，饮用水消毒为了减少水中细菌和藻类等微生物、降低有机物含量的工艺流程，在众多的饮用水消毒方法中，氯消毒仍是目前国内城市给水的重要处理手段，氯化消毒能有效的杀灭水中的病菌、病原微生物等，降低了因饮水而感染的痢疾、霍乱等疾病的风险，是饮用水处理历史上的一次重大突破，为防止由于水污染而引发的疾病传染，发挥了显著作用；由于氯气易液化，可方便的贮存在钢瓶中运输，故用氯对饮用水进行消毒，不仅设备简单、操作方便、价格低廉，而且余氯还有管网消毒作用，故在世界范围内仍被普遍采用。本发明针对现有自来水厂常用的预氯化技术会产生致癌性消毒副产物的问题，提出一种绿色、有效和经济的新型预氧化方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法，原水在不外加任何化学试剂的条件下流经无隔膜电化学装置，在电化学直接消毒和过氧化氢间接氧化的双重作用下，可实现对原水的有效预氧化。

本发明的基于电生双氧水装置的饮用水预氧化方法，包括如下步骤：

第一步，设计适合于电生双氧水的电化学装置，该装置无隔膜，充分利用阳极析出的氧气，并延长从电解槽底部曝出的氧气在阴极上的停留时间，提高氧气的利用效率；

第二步，将石墨毡作为电生双氧水的阴极材料，在以石墨毡为阴极，钛钌铱电极为阳极的新型电解装置中，在不外加任何化学物质，无需加入隔膜的条件下，直接以原水为电解液，当电流密度为2mA·cm-2，通气量0.4m3·h-1，流速100mL·min-1时，电解自来水生成双氧水的在线浓度12.3mg·L-1，电流效率达36.4%，满足原水预氧化的过氧化氢浓度需求，利用该装置可实现对消毒副产物前驱体腐殖酸的电化学降解；

第三步，通过苯甲酸的降解实验和荧光测试数据证明，利用实验室自制的铁硅粉体作为类Fenton反应的非均相催化剂，能在原水条件下催化过氧化氢产生一定浓度的经基自由基，结合在线电生过氧化氢装置直接用于原水的预氧化中，增强该技术的预氧化能力；

第四步，对水库原水进行试验发现，电化学预氧化方法对原水中的细菌、臭和味具有很好的去除作用，并能在一定程度上增强浊度和UV254的去除率；铁硅粉体应用在预氧化工艺中达到了很好的助凝作用，可以减少混凝阶段絮凝剂的添加量，还可以更进一步的去除消毒副产物；通过调节电流密度、流量和通气量实现不同水质预氧化的需求；和预氯化效果相比，电化学预氧化的助凝效果更佳，能更加有效的去除浊度，且电化学预氧化后出水氯仿含量远远低于国家标准。

作为优选的实施方案，所述第一步中的电生双氧水的电化学装置其电极片插槽以和电解槽底座成60°的倾角设计。