[发明专利]一种电化学去除对二甲苯的方法

说明书

本发明公开了一种电化学去除对二甲苯的方法，包括催化剂制备、电化学氧化和检测，其中二氧化铈催化剂制备电解液采用硝酸铈和硝酸铵溶液，且在电解过程中加入环己二酮和2‑辛炔醇；电化学氧化对二甲苯电解液组成为甲醇、去离子水和硫酸钠，电解用阳极材料为经氟树脂改性的β‑PbO，且对阳极材料β‑PbO进行预处理：采用含Sb₂O₅的N‑甲基吡咯烷酮浆液浸泡处理，然后蒸馏水洗。本发明去除对二甲苯的方法操作简单，能耗低，对二甲苯降解效率高，可有效应用于工业废水中有机物的处理。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，尤其是涉及一种电化学去除对二甲苯的方法。

技术背景

早在20世纪三四十年代，电化学方法就已应用于处理含重金属离子的废水；至60年代后期，随着有机电化学理论研究的深入以及涂层电极的问世，电化学方法开始应用于有机废水的处理，近年来得到了更快的发展。在工业废水和生活污水中，有机污染物所占比例甚大。对于多数有机污染物，采用传统生物处理工艺可实现有效降解，但对于某些化学合成的有机污染物，如三卤甲烷类(THMs)、多氯联苯类(PCBs)、多溴联苯类(PBBs)、苯并(a)芘、壬基酚、双酚A和邻苯二甲酸酯类，也称之为环境内分泌干扰物(EDCs)或持久性有机污染物(POPs)，目前自然环境中的微生物菌种无法实现有效降解。更为甚者，在地下水与饮用水中也已检测到其存在。这类持久性有机污染物在很低浓度下就能够进入人体内部，产生类似雌性激素的作用，干扰人体正常的激素分泌，对人类及生物危害性极大。

常用的电化学方法有电氧化法、电还原法、电凝聚法、电渗析法、电气浮法、磁电解法、微电解法等。和其他废水处理方法比较，电化学方法具有适应面广、可控性强、流程简短、操作方便等优点。电化学法处理持久性有机废水的实质，就是直接或间接地通过活性阳极的电催化作用，将之转化为CO₂和H₂O等物质，或者转变成易于生物降解的小分子有机化合物，从而实现有效去除。其中，电化学氧化技术借助具有电催化活性的阳极材料，能有效形成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)，既能使持久性有机污染物发生分解并转化为无毒性的可生化降解物质，又可将之完全矿化为二氧化碳或碳酸盐等物质。该项技术应用于持久性有机污染物废水处理，不仅可弥补其他常规处理工艺的不足，还可与多种处理工艺有机结合提高水处理经济性。

目前，国内电化学水处理技术的研究应用和国外相比还显得比较分散、不系统，多集中于重金属的去除和含氰废水的处理，但已有一定的基础和进展。随着电化学法在有机废水处理方面研究的不断深入，国内许多人正热衷于生物不相容的有机废水的研究与应用。杨卫身等研究了用复极性固定床电极处理偶氮类染料活性蓝和络合染料活性艳绿废水，其处理效果：COD去除效率可达50％以上，脱色率可达98％以上；对蒽醌染料废水的处理，COD去除效率可达90％以上，脱色率近100％。在处理过程中，一方面产生具有强氧化能力的·OH，使有机物进行无选择的氧化降解反应；另一方面，废水中有机物又可以在催化剂的表面上由于电场的激活而被选择性地催化转化，因而具有很好的去除有机污染物的效果。周明华等以经氟树脂改性的β-PbO₂为阳极，处理含酚模拟废水，在电压为7.0V，pH值为2.0的条件下，降解模拟苯酚废水25min，其COD可降至60mg/L以下,挥发酚可完全去除。匡少平等在隔离阴阳极室的条件下进行电化学法降解含酚废水试验，苯酚的转化率能达到95％以上。同时阳极分别使用铅电极和钛上电沉积二氧化铅电极作对比试验，发现使用Ti/PbO₂电极，苯酚降解得更加彻底。谢光炎等以自制的PbO₂为阳极，在碱性条件(pH＝10)下，电解134min，将硝基苯酚溶液的质量浓度从200mg/L降低到1mg/L以下，BOD/COD值达到0.63，该工艺对后续生化处理有重要的实用价值。赵德明等利用电化学腐蚀法预处理对氟硝基苯废水，可以使废水中的对氟硝基苯转化为氨基氟苯，从而提高废水的可生化性，有效去除对氟硝基苯对微生物的毒性，达到预处理的效果。

发明内容