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化工废水高效电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺

化工废水高效电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺 发布时间:2020-6-25 8:13:38 中国污水处理工程网

摘要

本发明公开了一种用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化 电化学氧化耦合工艺及其装置,属于污水处理领域。它包括电催化芬顿氧化步骤、电化学氧化步骤和pH调节步骤;控制所述电催化芬顿氧化步骤中阴阳极之间的间距,以使阳极产生的氧气在阴极反应生成H2O2;通过将电催化芬顿氧化步骤采用窄通道进行,使阳极析氧反应产生的氧气与阴极接触生成H2O2供芬顿反应进行,无须外加曝气或外部添加H2O2即能够满足处理需求,同时有效提高电芬顿氧化高效去除COD的效率。进一步通过将pH调节池与电催化芬顿氧化耦合电化学氧化装置串联,实现铁泥近零产生的耦合处理工艺。

权利要求书

1.一种用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,包括电催化芬顿氧化步骤、电化学氧化步骤和pH调节步骤;控制所述电催化芬顿氧化步骤中阴阳极之间的间距,以使阳极产生的氧气在阴极反应生成H2O2。

2.根据权利要求1所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述电催化芬顿氧化步骤中采用阴极和阳极之间间距小于等于5cm的窄通道电催化芬顿氧化步骤;和/或所述电化学氧化步骤中采用阴极和阳极之间间距小于等于5cm的窄通道电化学氧化步骤。

3.根据权利要求1所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述电催化芬顿氧化步骤中阳极产生的氧气在阴极反应生成H2O2质量浓度在100-5000mg/L。

4.根据权利要求2所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述电催化芬顿氧化步骤的电极为平板或管式;

所述电催化芬顿氧化步骤中阳极和阴极材料分别为:

阳极:利用铁粉压制、焙烧成型成为复合微孔铁电极;

阴极:改性后碳材料或不锈钢电极;

和/或所述电化学氧化步骤的电极为管式,阳极和阴极材料分别为:

阳极:析氧电位大于1.5V的电极;

阴极:不锈钢或钛基体或改性后碳材料。

5.根据权利要求2所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述电催化芬顿氧化步骤中调节电流密度和阴阳极间距,实时监测H2O2的浓度,使ΔCOD与H2O2的质量浓度比为1:(0.5-1),铁(II)与H2O2的摩尔比为1:(8-12)。

6.根据权利要求2所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述电催化芬顿氧化步骤中同时控制电流密度在8-15mA/cm2,阴阳极间距为1-3cm;和/或所述电化学氧化步骤中同时控制电化学氧化中电流密度为1-20mA/cm2,阴阳极间距为0.5-3cm。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合工艺,其特征在于,所述耦合工艺以依次为窄通道电催化芬顿氧化步骤、窄通道电化学氧化步骤和pH调节步骤的顺序循环处理,或以依次为窄通道电催化芬顿氧化步骤、pH调节步骤和窄通道电化学氧化步骤的顺序循环处理。

8.一种用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合装置,其特征在于,包括依次连接的具有窄通道的电催化芬顿氧化单元、电化学氧化单元和pH调节单元形成的循环处理装置,或包括依次连接的具有窄通道的电催化芬顿氧化单元、pH调节单元和电化学氧化单元形成的循环处理装置。

9.根据权利要求8所述的用于化工废水高效处理的电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合装置,其特征在于,所述电催化芬顿氧化单元为平板电极或管式电极,和/或所述电化学氧化为管式电极。