[发明专利]一种电催化氧化降解废水的方法

说明书

本发明公开了一种电催化氧化降解废水的方法，通过将电催化氧化、在线检测与超重力场结合来实现废水的处理，所述超重力场由超重力电催化反应装置提供，所述的在线检测通过三电极测试完成。超重力场中电催化氧化降解废水过程，相比常规重力场中电催化氧化降解废水过程，极化电流可提高15%‑25%，极化电位或槽电压可降低2%‑10%，废水降解时间可缩短10%‑25%，污染物去除率可提高5%‑15%。超重力场对电催化氧化降解废水过程的强化作用是因为超重力技术提高了电催化氧化降解废水过程的极限电流密度，降低了极化电位或过程槽电压，从而达到降低废水降解过程能耗和提高废水降解效率的目的。

技术领域

本发明涉及一种电催化氧化降解废水的方法，属于电化学处理废水技术领域。

背景技术

随着石油化工、煤化工等领域的快速发展，产生的废水中具有高毒性、难降解有机物的数量和种类越来越多，对其处理难度也越来越大，相应的处理方法也在不断创新中，若采用常规物理法和生物法直接处理均无法达到比较理想的效果。针对难降解有机废水的特性，国内外研究者在现有方法的基础上发展了高级氧化技术，包括光催化氧化技术，湿式催化氧化技术，Fenton氧化技术，超临界水氧化技术，超声波氧化技术以及电催化氧化技术等。其中电催化氧化技术是利用具有高析氧电位和良好催化活性的阳极发生电极反应，产生羟基自由基（·OH）等强氧化剂，从而降解废水中有机污染物的技术。该技术与其他高级氧化技术相比，具有反应条件温和，过程易于控制，无二次污染，在处理难降解有机废水中具有极大的技术优势，受到了科研工作者的广泛关注和研究。

目前，采用电催化氧化技术处理难降解有机废水的相关报道主要集中在常规重力场中废水的降解效果和电极反应特性的研究，但有机物在降解过程中存在析氢、析氧和析氯等副反应，会不断产生气泡并附着于电极表面或存在于溶液中，导致电极表面的有效活性面积减小，并且，由于离子间的传质受阻会产生浓差极化，从而导致电催化降解废水效率降低，能耗增加。针对此问题，中北大学刘有智等人在2010年发明了一种连续操作的超重力多级同心圆筒式电解反应装置及工艺（中国专利201010033393.8），利用该装置及工艺为电化学反应过程营造超重力场，并将其应用于废水处理过程中，通过对废水取得的良好处理效果验证了该装置及工艺强化了电解废水的传质过程，解决了过程中气泡影响和传质受限的问题。但是，由于该装置结构的限制，仅通过对废水取得的良好处理效果验证了超重力场对电解废水过程的强化效果，无法通过超重力场对电催化氧化降解废水过程的极化电流、极化电位或过程槽电压的影响规律来揭示超重力场的过程强化原因。

发明内容

本发明旨在提供一种电催化氧化降解废水的方法，通过实现超重力场中的电催化氧化降解废水过程的在线检测，研究超重力场对电催化氧化降解废水过程的极化电流、极化电位或过程槽电的影响规律。

本发明提供的一种电催化氧化降解废水的在线检测装置，包括超重力电催化反应装置、三电极装置、废水输送装置、气体分析检测装置、超重力控制装置、动力与电信号传输装置；

超重力电催化反应装置包括转轴、绝缘外壳、设置有若干同心圆筒阴极的静止阴极盘和设置有若干同心圆筒阳极的转动阳极盘，圆筒阳极和圆筒阴极同心交替排列，静止阴极盘与转动阳极盘上下对应设置；

所述三电极装置设置在超重力电催化反应装置上部，三电极装置包括工作电极、对电极、参比电极和密封盖，静止阴极盘中心设有密封盖；三种电极分别穿过密封盖上的孔，工作电极和对电极组成一条回路，用于测试工作电极的电化学反应过程，工作电极和参比电极组成另一回路，用于传输电子；

废水输送装置包括依次连接的废水储槽、泵、流量计、废水进口管，废水进口管穿过密封盖进入超重力电催化反应装置中，超重力电催化反应装置的底部设有废水出口管，废水出口管通往废水储槽或放空；

气体分析检测装置包括气体收集器和多组份气体分析检测仪，与超重力电催化反应装置顶部的气体出口管连接；