[发明专利]一种加速电催化氧化降解有机污染物的装置及方法

说明书

本发明公开了一种加速电催化氧化降解有机污染物的装置及方法，以传统长方体电催化反应槽为基础，在反应槽内阴极和阳极之间设置两块筛板，两块筛板间填充二氧化锰颗粒，并在两块筛板间设置通气管，用于通入二氧化硫气体。接通电流的同时向待处理废水中通入二氧化硫气体，使得一部分有机物在溶液中被反应生成的Mn³⁺降解，另一部分在电极表面发生氧化反应，大大加快有机物氧化，且节省了电力。在整个反应过程中，二氧化锰被循环利用，无需再添加。采用该装置进行废水处理，能耗低，条件温和，效率高，可循化利用，并且对环境友好。

技术领域

本发明属于环境保护中废水处理技术领域，具体涉及一种加速电催化氧化降解有机污染物的装置及方法。

背景技术

随着世界各国工业的迅猛发展，废水的排放量急剧增加，尤其是化学、农药、染料、医药、食品等行业排放的废水，其浓度高、色度大、毒性强，含有大量生物难降解的成分，给全球带来了严重的水体污染。

常用的废水处理技术主要有物理法、化学法、生物法，其中，物理法、化学法容易引起二次污染；生物法以其经济性和较高的处理效率成为目前使用广泛的、能使污染物最终无机化、矿物化的方法，但它只能有效地处理生物相容的有机物。当废水中含有难降解有机物或生物毒性污染物时(如许多芳香烃及其衍生物)，直接利用生物法处理该废水就暴露出其局限性，当COD过高或毒性较大时，细菌就无法生存或者会急剧死去；细菌的生存环境是15～30℃，当温度不在该范围内时，细菌无法存活，或者需要花费大的资金保证其所需温室环境。

针对难降解有机废水的特性，国内外研究者在现有方法的基础上发展了高级氧化技术，即利用光、声、电、磁或无毒试剂的催化氧化技术，处理有机废水，已成为当前世界水处理相当活跃的领域。高级氧化技术包括光催化氧化技术、湿式催化氧化技术、Fenton氧化技术、超临界水氧化技术、超声波氧化技术以及电催化氧化技术等。其中电催化氧化技术是利用具有高析氧电位和良好催化活性的阳极发生电极反应，产生羟基自由基等强氧化剂，从而降解废水中有机污染物的技术。

与其他高级氧化技术相比，电催化氧化水处理技术反应条件温和，过程易于控制，无二次污染，其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其他水处理技术无法比拟的优点，尤其对那些难于生化降解、对人类健康危害极大“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率，具有极大的技术优势，受到了科研工作者的广泛关注和研究。但是，电解催化过程中通常需要消耗大量的电力。因此，迫切需要开发一种低能耗的电催化氧化水处理装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加速电催化氧化降解有机污染物的装置及方法，采用该装置进行废水处理，能耗低，条件温和，效率高，可循化利用，并且对环境友好。

一种加速电催化氧化降解有机污染物的装置，包括电催化反应槽，所述电催化反应槽内设置有阴极极板和阳极极板，其中，

在所述阴极极板和阳极极板之间设有两块筛板，所述两块筛板互相平行且相对设置；

在所述两块筛板之间填充有若干二氧化锰颗粒；

在所述两块筛板之间还设置有通气管，用于向所述电催化反应槽内通入二氧化硫气体。

优选的技术方案中，所述电催化反应槽为长方体。采用传统的长方体电催化反应槽，本发明的结构只需要在传统长方体电催化反应槽的基础上作些改动即可，改进成本低。

优选的技术方案中，所述阳极极板为涂层钛阳极极板、石墨电极极板或铅基锰合金电极极板。

优选的技术方案中，所述阴极极板采用一般惰性材料，例如石墨板或不锈钢板。

优选的技术方案中，所述阴极极板和阳极极板的极板间距为5～30cm。

优选的技术方案中，所述阴极极板和阳极极板间的电压为3～8V。