[发明专利]一种三维电极反应器用粒子电极的电解活化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维电极反应器用粒子电极的活化方法，特别是涉及一种降解难降解有机物的三维电极反应器用粒子电极的活化方法，属于环境工程领域。

背景技术

生物难降解有机污染物的处理是当前世界工业废水处理的热点和难点。研究者们针对难降解有机废水也提出过一些处理方法，其中电化学法处理废水具有技术经济指标先进、无毒、清洁等特点，而越来越受到人们的重视。三维电极反应器具有较大的体面比，较好的传质效应和较高电流效率，是一种具有较高实用和理论价值的电化学反应器，在废水处理中得到了许多应用，但目前大多都集中在含重金属离子废水的处理，而在有机废水领域的研究不多见。北京化工大学开发的“一种处理难降解有机废水的三维电极反应器(CN1850644A)”需要曝气充氧、活性炭的使用寿命及其活化没有提及；中山大学开发的“三维电极反应器(CN2564547Y)”需要曝气充氧、粒子电极的制作过程复杂。

活性炭外观呈黑色、内部孔隙结构发达、比表面积大、具有多种官能团、吸附能力强、由石墨结构微粒组成的材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，广泛应用于脱除工业和城市污水中的有机污染物。本研究采用活性炭作三维电极反应器中的粒子电极，电解使用一定时间后活性炭的催化性能失去了活性。前期研究三维电极法处理EDTA废水，结果表明：活性炭第一次使用TOC由400mg/L可以降至20mg/L，使用到第四次TOC只能降低到90mg/L，活性炭活性明显降低，需要再生处理。

再生的方法有多种，比较常用的方法有热再生方法、化学再生法和微生物再生法、湿式氧化再生法、溶剂再生法、超声波再生法等。热再生法通常需要将使用过的活性炭运输到活性炭生产厂家进行高温再生，虽然有再生效率高、应用范围广等特点，但是因再生过程须外加能源加热，致使投资和运行费用较高，同时活性炭再生后会损耗5％～10％。化学再生法能够在现场进行再生，但也会造成一定程度的碱或其它污染及活性炭损耗，不能从根本上解决污染问题。微生物再生简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大，且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO₂和H₂O，其中间产物仍残留在活性炭上，积累在微孔中，多次循环后再生效率会明显较低，因而限制了微生物再生法的工业化应用。湿式氧化再生法处理对象广泛，反应时间短，再生效率稳定，再生开始后无需另外加热，然而对于某些难降解有机物可能会产生毒性较大的中间产物。溶剂再生法针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，应用范围较窄。超声波再生法能耗小，工艺及设备简单，活性炭损失小，可回收有用物质等，但只对物理吸附有效，目前再生效率仅为45％左右，且活性炭孔径大小对再生效率有很大影响。

上述各种活性炭再生技术除了各自的缺陷外，通常还有下述三点弊端：再生过程中活性炭损失往往较大；再生活性炭吸附能力会有明显下降；再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维电极用粒子电极的活化方法，该方法能使活性炭的活性恢复至原有水平。

一种三维电极反应器用粒子电极的电解活化方法，将使用8-10次的三维电极反应器用粒子电极用pH为1.0的稀H₂SO₄溶液浸泡振荡1-2小时，然后装入三维电极反应器内，用超纯水冲洗，用1mol/L的NaOH溶液调节其pH为7.0-8.0，在电流密度为20-60A/m²的情况下电解0.5-1小时。

所说的粒子电极是以椰子壳或硬质果壳为原料，用水蒸气法生产的不定型颗粒炭，具有一定的抗压强度，易再生、过滤速度快。

本发明的三维电极反应器用粒子电极的颗粒大小一般为8～20目。

本发明粒子电极的电解活化在三维电极反应器中进行。

本发明的三维电极反应器用粒子电极采用以下方法活化，活化后性能可以恢复到原有水平。