[发明专利]利用电解联合生物炭-LDH复合材料处理废水的装置及方法

权利要求书

1.一种利用电解联合生物炭-LDH复合材料处理废水的装置，其特征在于：主要由直流稳压电源(1)、阴极石墨板(2)、阳极石墨板(3)、电解槽(4)、恒温磁力搅拌器(5)组成；恒温磁力搅拌器(5)的转子(7)设置于电解槽(4)的待处理的高含盐有机废水中，通过转速调整按钮(8)，控制转子(7)转速，对待处理的高含盐有机废水进搅拌；通过温度显示屏(9)对电解槽(4)中的液体温度进行监控和调节；阴极石墨板(2)、阳极石墨板(3)及生物炭-LDH颗粒(6)置于电解槽(4)中的待处理的高含盐有机废水中，阴极石墨板(2)和阳极石墨板(3)作为电极置于电解槽(4)中；直流稳压电源(1)通过导线与阴极石墨板(2)和阳极石墨板(3)相连；使电解槽(4)中的待处理的高含盐有机废水中的胶体以及有机污染物被生物炭-LDH颗粒(6)吸附，聚集在各电极表面或靠近电极水溶液区域中，在直流稳压电源(1)的外加电场作用下，在阴极石墨板(2)、阳极石墨板(3)临近水溶液区域中产生强氧化性的氧化剂物质，对水中各类有机污染物进行氧化降解，氧化降解反应后将废水上清液排出即为处理之后的水。

2.根据权利要求1所述利用电解联合生物炭-LDH复合材料处理废水的装置，其特征在于：使所述阴极石墨板(2)、阳极石墨板(3)靠近电解槽(4)侧壁，使生物炭-LDH颗粒所述液体区域置于外加电场环境下，加入恒温磁力搅拌器(5)的转子(7)在室温下搅拌进行电解反应，反应过程中生物炭-LDH颗粒(6)以悬浮状态存在于溶液中，形成反应溶液。

3.一种电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：在电解池中加入待处理废水，同时加入Na₂SO₄作为电解质，再加入生物炭-LDH材料，然后调节直流电压，向待处理废水中加入磁力转子，在不低于室温下搅拌，进行电解反应，反应过程中生物炭-LDH以悬浮状态均匀分散于电解液中，测定反应后水中的COD浓度，电解反应后将废水上清液排出即为处理之后的水。

4.根据权利要求3所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，采用直流稳压电源作为电解池的电源系统，为电化学氧化的反应过程提供外加电场，施加外加直流电压为5-15V。

5.根据权利要求4所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，施加外加直流电压为11-15V。

6.根据权利要求3所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，待处理高盐废水在电解槽内的反应时间为1-6h。

7.根据权利要求3所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，所采用的生物炭-LDH材料的制备原料为玉米秸秆、六水合硝酸镁和九水合硝酸铝盐溶液，通过煅烧温度不低于500℃制备生物炭-LDH材料。

8.根据权利要求3所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，以处理1.0L待处理废水计算，所述电解质Na₂SO₄投加量不低于2g，生物炭-LDH投加量不低于0.2g。

9.根据权利要求8所述电解联合生物炭-LDH复合材料处理高含盐有机废水的方法，其特征在于，待处理的废水中的有机物初始浓度不低于20mg/L，待处理废水中的生物炭-LDH投加量不低于1g/L，设置电压为11V。