[发明专利]一种修饰阳极及其在电絮凝处理电镀废水中的应用

说明书

本发明公开了一种修饰阳极及其在电絮凝处理电镀废水中的应用，属于废水处理领域。本发明所述制备聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板的方法，包括如下步骤：(1)电解液的制备：将苯胺和钼酸盐混合均匀形成电解液；(2)将阳极极板放置在电解液中，在0.9～1.0V氧化电位下进行电聚合；结束之后洗涤、干燥，得到聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板。之后将得到的聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板用于电絮凝处理，处理的条件为初始pH为4～6、处理时间为40～80min、电流密度为20～40mA cm^‑2。本发明的聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板对电镀废水中铜的去除率达到90％以上，可以高达99.99％；对铬的去除率达到70％以上，可以高达84.24％，缓蚀效率在33.33％。

技术领域

本发明涉及一种修饰阳极及其在电絮凝处理电镀废水中的应用，属于废水处理领域。

背景技术

电镀过程会产生大量成分复杂的工业废水，废水中含有铬、锌、铜等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有毒性的物质。这类废水中的污染物具有种类复杂、不易控制、毒性强等特点，因而被列为当今全球三大污染之一。未能有效治理的重金属废水中含有多种有毒害物质，有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质，这将对环境产生不可逆转的危害。

目前，电镀废水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法及生物法，各类方法均存在优缺点。电絮凝技术具有设计简单，成本低，污泥产生少，去除效率好等优点，为电镀废水的处理提供了有效而且有希望的方法。电絮凝过程原理如下：电解过程中阳极失去电子被氧化成相应的金属阳离子，这些释放的阳离子在水溶液中极易发生水解反应，水解后的离子最终经过一系列复杂的反应生成各种单核或者多核的羟基络合物，如Fe(OH)₂，Fe(OH)₃等，这些水解氢氧化物通过吸附架桥、沉淀物网捕等作用，可以将废水中的金属离子及带电的污染物质去除。

发明内容

[技术问题]

对于电絮凝工艺来说，极板消耗及其所带来的成本问题是一项不足之处。在电絮凝处理中通常采用铁或者铝板作为牺牲阳极，而这种材料的阳极在水处理过程中也通常更易被腐蚀，并且在电絮凝工艺过程中会出现过度释放金属离子从而导致极板的快速消耗和不必要的损耗，从而减少了极板的使用寿命。因此实现电絮凝阳极极板的保护，提高抗腐蚀性能来减少不必要的损耗，延长阳极的使用寿命，成为一个值得研究的方向。

[技术方案]

为了解决上述至少一个问题，本发明采用对阳极进行涂层修饰的方式对阳极进行修饰，然后将改性后的阳极应用于电絮凝中处理电镀废水，从而实现对阳极的保护和缓蚀，以此减少电絮凝(EC)运行过程中不可逆的腐蚀并延长钢阳极的使用寿命。本发明通过用电化学沉积的方式将导电聚合物(Pani聚苯胺)聚合在阳极极板表面，从而在不影响极板导电性能以及保证一定水处理效率的情况下对阳极极板起到一定的缓蚀和保护作用，并且此前没有相关电絮凝研究报道在阳极修饰中使用聚苯胺涂层来保护电极。

本发明的第一个目的是提供一种制备聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板的方法，包括如下步骤：

(1)电解液的制备：将苯胺和钼酸盐混合均匀形成电解液；

(2)电聚合：将阳极极板放置在电解液中，在0.9～1.0V氧化电位下进行电聚合；结束之后洗涤、干燥，得到聚苯胺/钼酸盐修饰的阳极极板。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的电聚合是在0.95V氧化电位下进行。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的电聚合的时间和阳极极板的面积相关，比如：1.5×1×0.1cm的阳极极板电聚合700s即可。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的电解液中苯胺的浓度为0.15～0.30M，进一步优选为0.20M。