[发明专利]一种电解池及利用其去除饮用水中溴离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解池及去除饮用水中溴离子的方法。

背景技术

由于海水的入侵和人为污染源的排放，使得水中常常含有大量的溴离子，根据国内外文献报道，溴离子浓度范围在0.008～6mg/L。饮用水本身存在溴离子不会对人体产生危害，然而溴离子在水处理后续的臭氧高级氧化工艺中会形成溴酸盐，在氯化过程中也有可能产生溴酸盐。溴酸盐被国际癌症研究机构列为有可能对人体致癌的化合物，WHO建议饮用水的最大溴酸盐含量25μg/L。美国环保局(USEPA)规定现阶段溴酸盐的最大污染水平(MCL)为10μg/L。我国自2007年7月开始实行的新《生活饮用水卫生标准》也首次规定饮用水中的溴酸盐不得超过10μg/L。现有的去除溴酸盐的方法有Fe(0)还原、TiO₂光催化还原、生物还原、UV光降解和颗粒活性炭(GAC)过滤的方法，但这些方法对溴酸盐的去除率偏低，仅为50％～60％，很难满足饮用水标准要求。溴酸盐一旦生成常规工艺很难去除，解决溴酸盐问题首先是通过降低pH值、加氨、加过量的H₂O₂、以及加OH·清除剂等一系列措施来控制其生成。但这些方法不仅实际操作困难，而且由于加入试剂容易产生二次污染。

发明内容

本发明要解决现有的去除饮用水中溴酸盐方法去除率低的技术问题，而提供一种电解池及利用其去除饮用水中溴离子的方法。

本发明的一种电解池，包括电源、槽体、阳极、阴极和离子交换膜，以石墨作电解池的阴极，以碳毡作电解池的阳极，离子交换膜将槽体分为阳极区和阴极区，阴极、电源和阳极用钛丝导线连接。

本发明的利用电解池去除饮用水中溴离子的方法按以下步骤进行：一、将去离子水加入电解池的阴极区，同时将待处理饮用水加入电解池的阳极区，待处理饮用水的溴离子浓度为0.1mg/L～2mg/L；二、通过外电源施加5V～20V的电压，控制电流密度为10mA/cm²～15mA/cm²，电解槽温度为23℃～28℃，反应20s～600s，完成饮用水中溴离子的去除。

本发明中阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，使阴极产生氢气与阳极产生的溴单质不发生混合，可以单独收集利用，钛丝做导线不仅可以耐腐蚀，而且还具有导电性好的效果。

本发明利用电化学方法，在电解槽阳极上溴离子被氧化成溴单质，生成的溴单质可被回收利用，在去除溴离子同时不生成其他副产物，安全高效的去除水中的溴离子，进而减少了后续工艺中潜在的臭氧副产物溴酸盐生成的机会，是一种无害化的技术，电化学方法是利用电能转化为化学能，电流在溶液中通过并促进化学反应的方法。与传统化学法比较，其不但减少了化学法投加大量氧化、还原性药剂的费用，同时不会引入副产物造成水的二次污染，是一种绿色无污染的技术。电解槽使用电极材料造价低，在低电流密度条件下工作，能耗低，氧化溴离子反应速度快，电流效率在70％～90％，溴离子去除率为82％～90％；同时生成的氢气可以回收利用，工艺简单，对运行管理要求低，适用于水源水中溴离子含量较高的给水厂作为预处理工艺使用。

附图说明

图1是电解池结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：(请参考附图1)本实施方式的一种电解池包括电源7、槽体1、阳极3、阴极4和离子交换膜2，以碳毡作电解池的阳极3，以石墨作电解池的阴极4，离子交换膜将槽体分为阳极区5和阴极区6，阳极4、电源7和阴极4用钛丝导线8连接。

本实施方式中阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，使阴极产生氢气与阳极产生的溴单质不发生混合，可以单独收集利用，钛丝做导线不仅可以耐腐蚀，而且还具有导电性好的效果。本实施方式利用电化学方法，在电解槽阳极上溴离子被氧化成溴单质，生成的溴单质可被回收利用，在去除溴离子同时不生成其他副产物，安全高效的去除水中的溴离子，进而减少了后续工艺中潜在的臭氧副产物溴酸盐生成的机会，是一种无害化的技术，电化学方法是利用电能转化为化学能，电流在溶液中通过并促进化学反应的方法。与传统化学法比较，其不但减少了化学法投加大量氧化、还原性药剂的费用，同时不会引入副产物造成水的二次污染，是一种绿色无污染的技术。电解槽使用电极材料造价低，在低电流密度条件下工作，能耗低，氧化溴离子反应速度快，电流效率在70％～90％，溴离子去除率为82％～90％；同时生成的氢气可以回收利用，工艺简单，对运行管理要求低，适用于水源水中溴离子含量较高的给水厂作为预处理工艺使用。