[发明专利]一种基于pH指示的调控优化感应电芬顿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应电化学处理废水的方法，尤其涉及一种基于pH指示的调控优化感应电芬顿的方法。 

背景技术

近年来随着我国工业废水处理技术需求的迅猛发展，感应电芬顿催化氧化技术因其适用范围广，耐冲击负荷能力强和处理效果稳定等优势，其在工业废水尤其是难降解有机工业废水的处理领域得到了广泛的应用。感应电芬顿反应是电化学催化氧化领域中一种利用感应铁电极产生Fe²⁺与外源投加H₂O₂发生Fenton反应的催化氧化体系。该体系实质是利用感应铁电极在惰性阴、阳两级间电流作用下，电解生成的Fe²⁺与H₂O₂反应生成具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)氧化有机物使其矿化降解。 

公开号为CN101798130A的中国发明《基于电芬顿反应的废水处理方法》公开了一种基于电芬顿反应的废水处理方法，采用不锈钢网作为电化学反应的阴阳两极，且所施加到阴阳两极上的电源采用可切换正负极方向的电源。可减少电化学反应的副产物及后续废水处理成本，提高反应效率；同时有效延长了电极的使用寿命，能应用于广泛pH值的废水处理之中。 

公开号为CN1789154A的中国发明《一种利用感应电芬顿反应去除水中有机物的方法及装置》提供了一种去除难降解有机物的感应电芬顿方法，将感应铁电极引入到电芬顿反应中，在电解过程中亚铁离子可以不断从铁电极表面通过氧化还原反应和电化学感应反应，高效产生羟基自由基降解水中有机物。同时提供一种利用感应电芬顿反应去除水中有机污染物的装置，采用活性炭纤维作为阴极，形稳电极作为阳极，将一定面积的铁感应电极置于阴阳电极之间，并且通入一定量的氧气至阴极表面。在反应器中加入pH3左右的有机废水，通入电流电解可以去除污染物。 

公开号为CN101955280A的中国发明《复合电化学法处理高浓度有机废水工艺》公开了一种复合电化学法处理高浓度有机废水工艺，其包含四个主要步骤：pH调节、多维电催化氧化处理、微电解耦合电芬顿氧化处理和混凝沉淀处理。对最难降解的苯环类、杂环类、多环类、大分子、持久性有机物具有良好的破环、断链、降解效果，对各类高浓度有机废水无明显的选择性，具有广谱处理效果，是高浓度难降解有机废水前处理的有效措施。采用二级电化学处理设备实现三段高级氧化组合处理，高效率地利用了二级电化学处理设备，将电芬顿氧化耦合在微电解反应器中；工艺流程中，氧化能力由强到弱，配置合理，废水pH值不需要反复调节；具有电耗低、药剂消耗少、处理效率高、可控性好的显著特点。 

但是，随着感应电芬顿技术在实际应用中的不断深入，传统的技术方案对于技术本身能源的节约、处理效果的增益、应用范围的扩大等方面仍具不足： 

1.由于电芬顿氧化技术因其氧化能力强且无选择性，因此常用于难降解有机物的深度处理。因此为了有机物的彻底矿化和废水的达标排放，深度处理工艺往往所需时间较长，一方面致使处理成本增加，一方面催化氧化反应后期的氧化效率相比前期显著下降。 

2.为了应对工业废水水质负荷变化大等特点，感应电芬顿催化氧化体系需产生充足的羟基自由基，以氧化有机物使其最终降解和彻底矿化。因此该技术往往要同时调控H₂O₂投量等诸多条件，以保证体系中Fe²⁺与H₂O₂的比值在不同废水冲击负荷条件下都维持在一个相对稳定的范围，保持较好的处理效果。但是诸多因素例如pH等都与Fe²⁺和H₂O₂浓度的动态变化紧密相关，这无疑增加了调控感应电芬顿氧化技术的难度。 

3.对于这样一个持续在线稳定生成Fe²⁺却外源投加H₂O₂的感应电芬顿催化氧化体系，反应物H₂O₂的浓度变化就成为了影响整个体系催化氧化效率的关键因素。目前，由于H₂O₂在线监测技术在应用上的瓶颈，以及人工监测H₂O₂干扰因素多、操作繁琐等原因，致使调控优化感应电芬顿技术氧化效率的技术方法、准确指示氧化效率降低的手段仍然较为缺失。