[发明专利]一种含硝基芳族废水的处理装置、其阴极制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种含硝基芳族废水的处理装置、其阴极制备方法及其应用，属于污水处理领域。本发明的处理装置的电解槽使用表面修饰层具有活性成分的修饰阴极，该修饰阴极利用聚氨基芳族化合物修饰的阴极还原硝基芳族化合物；对含有硝基芳族的溶液电解，得到的修饰溶液，进一步利用修饰溶液对阴极进行修饰，修饰方法为将修饰溶液覆盖于阴极表面再进行煅烧；本发明还提供上述处理装置处理含硝基芳族废水的应用，利用循环工艺实现了对含硝基芳族化合物的废水的处理。本发明通过电化学预处理结合高温煅烧工艺，具有处理效果好、无毒副产物产生、部分产物资源化等优点，解决了现有技术操作步骤繁琐、容易产生后续污染的问题。

技术领域

本发明公开了一种含硝基芳族废水的处理装置、其阴极制备方法及其应用，属于污水处理领域。

背景技术

硝基芳族化合物是指芳香烃环上的一个或数个氢原子被硝基取代的化合物，例如硝基苯酚、硝基甲酚、硝基二甲苯酚、硝基苯甲酸等，化合物本身或其盐对环境以及人类具有较高的毒性。在一些工业生产的过程中，产生的生产废水会含有硝基芳族化合物，因此需要在废水排放之前将其去除。

公开号CN111498955A、公开日为2020年8月7日的中国专利公开了一种降解含难氧化物质废水的方法，该方法利用电化学还原—电催化芬顿氧化耦合体系，用以处理含硝基芳香族化合物的火炸药废水。但该方法处理时间长，处理过程会产生废液，废液排放后会产生后续的二次污染。

公开号CN102939265A、公开日为2013年2月20日的中国专利公开了从废水中除去硝基芳族化合物的方法及装置，该方法利用电化学还原的方法处理含硝基芳族化合物的废水。但是该发明仍然存在电解时间较长的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术操作步骤繁琐、容易产生后续污染的不足，本发明提供一种含硝基芳族废水的处理装置，阴极利用具有苯胺结构的活性成分进行修饰，利用修饰阴极还原硝基芳族化合物，操作简单，硝基芳族的转化率更高，转化时间更短，所产生的具有苯胺结构的芳族化合物可用于修饰阴极，无需后续再处理，防止产生后续污染物。

进一步地，本发明还提供上述修饰阴极的制备方法，通过对含有硝基芳族化合物的溶液进行电解后得到修饰溶液，将修饰溶液置于阴极表面后进行煅烧，通过煅烧的方式修饰阴极无毒副产物产生，简化操作步骤，不易产生后续污染。

进一步地，本发明还提供上述处理装置处理含硝基芳族废水的应用，利用循环工艺实现了对含硝基芳族化合物的废水的处理，处理效果好，无毒副产物产生，同时实现部分产物资源化。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种含硝基芳族废水的处理装置，包括电解槽，电解槽具有被隔膜相互分开的至少一个阳极区和至少一个阴极区，阳极区设置有至少一个阳极，阴极区设置有至少一个阴极，阴极为修饰阴极，修饰阴极表面设置有修饰层，修饰层具有活性成分，该活性成分具有苯胺结构。

优选地，阳极的材料为铌、钽、钛和铪中的一种或多种，和/或

阴极的材料为铌、钽、钛和铪中的一种或多种。

优选地，隔膜为阳离子交换膜；和/或阳极与隔膜的距离为a，阴极与隔膜的距离为b，a:b＝1:4-1:6。

优选地，阳极为利用草酸溶液蚀刻的钛板，和/或阴极为利用草酸溶液蚀刻的钛板。

优选地，草酸溶液的质量分数为15％-25％。

本发明进一步提供上述处理装置的修饰阴极的制备方法，修饰阴极的修饰层制备方式为，对表面设置有修饰溶液的阴极进行煅烧，修饰溶液通过电解含有硝基芳族化合物的溶液得到。

优选地，电解制备修饰溶液时的电解时间为90-120min。