[发明专利]一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，主要针对来自于印染工业的高盐染料废水，属于水处理领域。

背景技术

近年来，随着印染工业的飞速发展，新型助剂、染料、整理剂被大量使用，造成染料废水水质变化大、颜色加深、可生化性降低的现象日益严重，且废水中所含难降解有毒、有机成份越来越多。印染废水的处理方法一般有：物理法、化学法、生物法及其联用方法，其中，物理法成本低，脱色效果较好，但后续处理工艺比较复杂，易产生二次污染；化学法是提高污水处理效率的有效途径，但成本高；生物法的处理成本低，但对染色分子的降解效果差，需要用絮凝沉淀处理，污泥产生二次污染。由此可见，常规的废水处理方法已经很难使印染废水净化，需要寻找新的高效降解废水的方法。电催化氧化技术作为高级氧化形式的一种，具有催化稳定、催化电极使用寿命长、操作简单及运行费用低等优点，在处理废水方面的应用越来越重要。用于电催化氧化技术的电极主要有传统的二维电极和最新的三维电极。相比较于传统的二维电极，三维电极具有更高的催化氧化效率和更低的能耗，不仅能高效地处理高盐染料废水，对染料废水进行脱色处理，还能有效地将废水中的有机污染物完全矿化，使有机物降解至没有毒性。

发明内容

本发明提出一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，针对高盐染料废水浓度高、色度深、化学需氧量(COD)高、呈酸性且难降解等特点，通过将网状不锈钢与正极连接作为正极板、钛网与负极连接作为负极板，将TiO₂/陶粒-石墨粒子电极置于两极之间，在单向方波电压和一定高度的紫外光照射下对高盐染料废水进行光电催化降解。采用本方法处理高盐染料废水不仅能有效利用固体废物、而且工艺简单、降低能耗、脱色率高、降解速度快。

本发明采用的技术方案是：一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，包括如下步骤：将正极端和负极端置于反应容器中，复合粒子电极置于正极端和负极端之间，构成三维电极；将含有高盐染料的废水和电解质溶液置于反应容器中，调节pH为3-9，在脉冲电源单向方波电压下，紫外灯照射50-70min。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，所述的正极端由网状不锈钢与正极连接构成；所述的负极端由钛网与负极连接构成；所述的复合粒子电极是TiO₂/陶粒-石墨复合粒子电极。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，所述的TiO₂/陶粒-石墨复合粒子电极，按质量比，TiO₂/陶粒:石墨＝3:2。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，TiO₂/陶粒的制备方法包括如下步骤：按体积比1:1:20，将Ti(OBu)₄、TiCl₃与甲醇混合均匀，于氮气保护下，用磁力搅拌器在转速200-300r/min下搅拌2h，得半透明混合液；将半透明混合液转入冰浴中继续搅拌24h，同时每30min向其中加入NaOH，每次NaOH的加入量为，每110mL半透明混合液加入0.2mL浓度为1mol/L的NaOH溶液，得溶胶；然后按TiO₂与陶粒质量比为30wt％，向溶胶中加入陶粒；超声震荡2天后转入到70℃的水浴中，凝胶化后在110℃下干燥150-200min；最后在400-800℃下热处理5h，冷却，清洗，烘干，得TiO₂/陶粒。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，所述的高盐染料是亚甲基蓝。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，所述的电解质溶液是浓度为2mol/L的Na₂SO₄溶液。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，优选，调节pH为5。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，所述的脉冲电源单向方波电压为1.5V，紫外灯的功率为20W。

上述的一种基于复合粒子电极降解高盐染料废水的方法，紫外灯的高度为，紫外灯距离高盐染料废水和电解质溶液的混合液面10-16cm。优选，紫外灯距离高盐染料废水和电解质溶液的混合液面16cm。

本发明的有益效果是：本发明应用于高盐染料废水的处理中，对高盐染料废水的脱色、降解等方面具有良好的处理效果，比直流电源供电更加节能，对废水的处理速度快，水污染处理率高，无二次污染，不需要与其他工艺联合使用。

附图说明

图1是本发明的反应装置俯视图。