[发明专利]Sn/Sb–GAC粒子及其在三维电化学反应处理4‑氯酚废水中的应用

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及Sn/Sb–GAC粒子制备及其在三维电化学反应处理4-氯酚废水中的应用。

背景技术

随着石油化工、塑料、合成纤维等工业的迅猛发展，生产中产生的含酚废水排入自然界，造成水污染的同时，还影响了水生生物生长繁殖。含酚废水是难降解有毒有机物，也是是环境治理中的难点，国内外对严格控制酚类物质的排放。

含酚类工业废水的处理也成为热点研究内容之一。目前含酚类物质废水处理一般可采用吸附法，吸附剂常采用活性炭，然而吸附法处理只是实现酚类物质的相转移，并不能进行有毒有害物质深度化及绿色化处理。电化学氧化作为高级氧化技术一种，具有氧化性强，反应速率快，适应性广，无二次污染，处理设备简单，电解条件易于操作控制等优点，成为难降解有毒有害废水处理的研究热点之一。庞杰等采用异相离子交换膜电渗析法处理苯酚废水，考察了不同因素对苯酚处理效果的影响。实验结果表明，该方法对苯酚废水的处理效果较好，而且处理废水的能耗低，操作过程也较方便。ZUCHENG WU使用β-PbO₂阳极研究了苯酚的氧化降解过程，在研究过程中考察了初始pH值、电流密度以及温度对苯酚降解的影响，推测出了苯酚的降解途径，而且建立了苯酚和苯醌氧化降解的数学模型。王太斌等采用一种自制的新型复合多孔电极-膨胀石墨基炭/炭复合电极(EGC电极)对苯酚进行了电化学氧化降解，并探讨了苯酚的降解工艺条件。电-Fenton法是将电化学法和Fenton试剂法相结合的方法，电-Fenton法的基本原理是在酸性溶液中，通过电解的方式使得O₂在阴极还原生成H₂O₂，生成的H₂O₂迅速与Fe²⁺发生反应生成·OH和Fe³⁺，·OH具有很高的氧化电位其电位值达2.8V，利用·OH的强氧化能力可将难降解的有机物污染物氧化降解为氧化为小分子的有机物，或者彻底降解为CO₂和H₂O；同时Fe³⁺又能在阴极被还原为Fe²⁺，从而形成一个循环进行氧化反应。电-Fenton法的实质就是通过电化学法持续产生Fe²⁺和H₂O₂，形成一个循环。电-Fenton法作为一种新型的电化学处理方法被广泛应用于处理含酚类、有机酸、农药、有机合成染料、个人护理产品等难降解废水的试验研究。白炜等采用电-Fenton法处理了含酚废水，经实验分析得出电-Fenton法处理苯酚模拟废水的最佳反应条件为：pH值控制在2，电解电压10V，反应时间为60min，Na₂SO₄浓度为30g/L，苯酚初始浓度150mg/L，在该条件对苯酚的处理其去除率可达82％。杜彦生等人采用电-Fenton法对二硝基重氮酚废水进行了处理。实验结果表明二硝基重氮酚废水的最佳处理条件为：电解时间3.5h，pH值为4，直流电压12V，H₂O₂的投加量为10mL/L，在此处理条件下二硝基重氮酚废水COD去除率可达97.24％，色度去除率可达93.75％。

当前，含酚工业废水主要采用吸附法处理，活性炭有发达的内部孔隙结构，表面积大，化学稳定性好，可耐强酸及强碱。能经受水浸、高温、高压，是较为常用的吸附剂。活性炭有粉末状和颗粒状活性炭(Granular Activated Carbon，GAC)。粉末活性炭容易制备，价格便宜，吸附能力强，但是再生不容易，重复使用性差。相比于粉末活性炭，虽然颗粒活性炭价格高贵，但是可再生重复使用，是水处理中常用材料。

发明内容

本发明就是针对现有技术中含酚工业废水的传统处理方法中，去除难度大，去除率有限、去除成本高、操作复杂等问题，提供一种Sn/Sb–GAC粒子制备及其在三维电化学反应处理4-氯酚废水中的应用。

为了实现本发明的上述目的，本发明的技术方案如下

Sn/Sb–GAC粒子，该粒子是将Sn、Sb金属离子采用浸渍法通过负载修饰颗粒活性炭制备得到的负载型Sn/Sb–GAC粒子。