本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種利用三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的方法。

背景技術(shù)：

印染廢水的成分復(fù)雜，色度高，有機污染物含量大，難降解，是難處理工業(yè)廢水的一種。我國染料年產(chǎn)量居世界首位，占世界總產(chǎn)量的40％左右。據(jù)測算，我國每年約有7.56-15.12萬噸染料隨廢水直接進入水體環(huán)境，若不進行適當(dāng)?shù)奶幚韺Νh(huán)境造成嚴(yán)重危害。

目前，處理印染廢水的方法主要包括物理法、化學(xué)法和生物法三大類。電化學(xué)氧化法屬于化學(xué)方法的一種，它利用自身電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的強氧化性自由基羥基自由基(·OH)氧化廢水中的有機物質(zhì)，使其分解為小分子有機物，甚至降解為水和二氧化碳。由于該技術(shù)具有占地面積小，可在常溫常壓下進行，操作靈活，環(huán)境友好并且可以與其他方法聯(lián)用等優(yōu)點，近年來受到研究者的廣泛關(guān)注。相對于常規(guī)的二維電極—電芬頓系統(tǒng)，三維電極—電芬頓耦合處理系統(tǒng)電極的表面積和電解槽的面積比大大增加，由于填充粒子的存在，物質(zhì)傳質(zhì)效果得到極大改善，提高了電化學(xué)氧化的電流效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種二元混合粒子作為第三電極，從而增大反應(yīng)電流，提高去除效率的三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種利用三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的方法，陽極和陰極分別為平板鐵和多孔碳電極，同時施加直流穩(wěn)壓，活性炭和納米鐵二元混合粒子電極作為第三電極，通過曝氣系統(tǒng)和攪拌裝置對系統(tǒng)進行曝氣并攪拌，這些構(gòu)成三維電極—電芬頓體系，將印染廢水置于該三維電極—電芬頓體系中進行處理。

所述陰陽兩極采用板式電極，極板間距為7-9cm。

所述直流穩(wěn)壓電壓為14-20V。

所述活性炭和納米鐵二元混合粒子電極由粒徑3mm的活性炭柱與納米鐵粒子以質(zhì)量比3:1混合而成，二元混合粒子的填充量為25-40g/L。

所述曝氣系統(tǒng)曝氣強度為0.8-1.0L/min。

所述三維電極—電芬頓體系中投加濃度為5g/L的硫酸鈉(Na₂SO₄)電解質(zhì)。

所述三維電極—電芬頓體系的pH值控制在3-4范圍內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的陰陽兩極采用板式電極，增大了電極的表面積，在保持電流密度一致的條件下，板式電極電壓可調(diào)節(jié)的范圍更大。兩極板之間會形成一個勻強電場，電場線平行且等距，而極棒間的電場分布則是曲線。

本發(fā)明的第三電極采用活性炭和納米鐵二元混合電極，納米鐵粒子輔助鐵陽極產(chǎn)生Fe²⁺，活性炭的導(dǎo)電性較高、能在強酸強堿容易中穩(wěn)定保持、流體通過性較好，二元三維電極要比單一三維電極的電流效率高。

附圖說明

圖1為三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的設(shè)備示意圖。

圖2為三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的設(shè)備圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖1-2及附圖標(biāo)記對本發(fā)明進一步詳細說明。

一種利用三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的方法，其特征在于：陽極和陰極分別為板式電極(平板鐵或鐵網(wǎng))和多孔碳電極，同時施加直流穩(wěn)壓，活性炭和納米鐵二元混合粒子電極作為第三電極，通過曝氣系統(tǒng)和攪拌裝置對系統(tǒng)進行曝氣并攪拌，構(gòu)成三維電極—電芬頓體系，將印染廢水置于該三維電極—電芬頓體系中進行處理。

所述陰陽兩極采用板式電極，極板間距為7-9cm。

所述直流穩(wěn)壓電壓為14-20V。

所述活性炭和納米鐵二元混合粒子電極由粒徑3mm的活性炭柱與納米鐵粒子以質(zhì)量比3:1混合而成，二元混合粒子的填充量為25-40g/L。

所述曝氣系統(tǒng)采用曝氣強度為0.8-1.0L/min設(shè)備；

所述三維電極—電芬頓體系中投加濃度為5g/L的硫酸鈉(Na₂SO₄)電解質(zhì)。

所述三維電極—電芬頓體系的pH值控制在3-4范圍內(nèi)。

本方法的原理是：陽極氧化反應(yīng)產(chǎn)生的二價鐵離子和陰極還原反應(yīng)產(chǎn)生的過氧化氫反應(yīng)生成強氧化性物質(zhì)羥基自由基，反應(yīng)式如下：式一，式二和式三；

Fe－2e^—＝Fe²⁺ 式一

O₂+2H+2e^—＝H₂O₂ 式二

Fe²⁺+H₂O₂＝·OH+OH^—+Fe³⁺ 式三

羥基自由基與印染廢水中的有機物反應(yīng)，達到去除污染物質(zhì)的目的。

一種利用三維電極—電芬頓耦合處理印染廢水的設(shè)備，包括：反應(yīng)器1，平板電極2，多孔碳電極3，粒子電極4，曝氣裝置5，電動攪拌機6，直流電源7，超聲波發(fā)射器8；

所述反應(yīng)器1內(nèi)裝有印染廢水，在反應(yīng)器1內(nèi)設(shè)有平板電極2、多孔碳電極3以及粒子電極4；

并且反應(yīng)器1還設(shè)有曝氣裝置5和電動攪拌機6；

所述平板電極2與外部直流電源7正極端連接；所述多孔碳電極3外部直流電源7負極端連接；

所述曝氣裝置5與空氣壓縮機連接；

所述電動攪拌機6前端設(shè)有葉片，末端與交流電源連接；

所述反應(yīng)器1置于超聲波發(fā)射器8上。

將印染廢水置于該三維電極—電芬頓體系中，投加電解質(zhì)Na₂SO₄，濃度為5g/L，控制溶液pH值在3-4范圍內(nèi)，啟動電源、曝氣裝置和攪拌裝置對印染廢水進行處理。