[发明专利]一种电解同时产生过硫酸盐及其活化剂亚铁离子的装置和方法

说明书

本发明公开了一种电解同时产生过硫酸盐及其活化剂亚铁离子的装置和方法。电解装置包括：两室电解流动池、电极系统、搅拌系统。所述阴阳两电解流动池之间通过氢离子渗透膜实现离子交换。阴阳电极和直流电源相连，在阴极电解硫酸铵和硫酸混合液产生过硫酸盐，同时阳极电解氯化铁溶液可以产生亚铁离子。搅拌系统能使电解流动池成流动态，并打碎溶液内电解过程中产生的气泡。本发明能通过电解同时得到过硫酸盐及其活化剂亚铁离子，两者反应产生具有较强氧化性的硫酸根自由基，可直接应用于高级氧化技术中处理难降解有机物；具有装置操作简单、绿色可循环的特点。

技术领域

本发明涉及高级氧化处理有机污染物领域，具体涉及一种电解同时产生过硫酸盐及其活化剂亚铁离子的装置和方法。

背景技术

高级氧化工艺基于生成的活性自由基具有强氧化性和反应活性，被认为是降解有毒有机污染物的最有效和最具吸引力的方法之一。其中基于过硫酸盐的高级氧化技术可以用于破坏性去除水中有机污染物。其过程是通过热、紫外光、过渡金属离子（如亚铁离子）、碱金属活化剂活化过硫酸盐，产生硫酸根和羟基自由基。硫酸盐自由基具有较高的氧化还原电位，应用的pH范围广，对有机分子的氧化具有高度的反应性和非选择性，在处理高浓度、小流量的废水中具有一定的前景。

基于以上原理，本发明设计出一种可以同时在线电解产生过硫酸盐及其活化剂亚铁离子的装置，在阴极电解过硫酸盐之外，阳极可以同时电解产生过硫酸盐的活化剂——过渡金属离子亚铁离子，两者结合可以用于对地下水、土壤、废水中有机污染物的直接高级氧化降解，无需添加其他活化剂。电解原料成本低廉，电解装置安装操作简单、电解能耗低，方法绿色环保可循环。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过电解同时产生过硫酸盐和亚铁离子装置和方法，以实现在高级氧化过程中，可以直接通过亚铁离子活化过硫酸盐产生自由基，从而降解有机污染物。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种电解同时产生过硫酸盐及其活化剂亚铁离子的装置，该装置包括两室电解流动池、电极系统和搅拌系统；

所述两室电解流动池由两个底端有开口并连通的电解室组成，即阳极电解池4和阴极电解池5；两室电解流动池开口连接处放置氢离子交换膜7；两室电解流动池的顶部设置有电解池盖，电解池盖开有小口，其中一个小口通过垫片实现电极在电解池盖上的固定，一个小口连接管路进行气体的收集；所述阳极电解池4和阴极电解池5内装有电解液；

所述电极系统包括阳极电极3、阴极电极6和直流电源1，阳极电极3和阴极电极6分别穿过电解池盖上的小口和直流电源1的正、负极相连；

所述两室电解流动池内设置搅拌系统2进行搅拌，使电解液形成流动态。

优选的，所述阳极电解池4和阴极电解池5是圆柱形的。

优选的，所述氢离子渗透膜通过橡胶片和螺丝固定，从而使阳极电解池和阴极电解池内电解液中的氢离子交换。

优选的，所述搅拌系统为磁力搅拌装置或者搅拌棒。

优选的，所述电解池配有电解池盖，电解池盖开有三个圆形小口，其中两个小口通过垫片可以实现电极和搅拌棒在电解池盖上的固定，另一个小口可以连接管路进行气体（H₂、O₂）的收集。

优选的，所述阳极电极、阴极电极均为惰性电极。

优选的，所述阳极电极、阴极电极均为铂片电极。

优选的，所述阴阳电极的面积均为为10mm×10mm×1mm~50mm×50mm×1mm。