[发明专利]一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化装置与方法

说明书

本发明公开了一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化装置与方法。该装置为无隔膜板框式电解槽，所述无隔膜板框式电解槽包括壳体、阳极、阴极、进水口、出水口和曝气管，所述阳极为高析氯活性电极，所述阴极为气体扩散电极。该方法包括如下步骤：将所述高含氯污水通入所述无隔膜板框式电解槽中，启动恒流稳压电源，利用所述曝气管向所述装置通入氧气和/或空气，对所述高含氯污水进行降解处理。本发明无需外加铁盐催化剂、不产生含铁污泥，且无需将污水调至酸性。在相同的处理水质、运行条件下，能节省加药量70‑100％，减少剩余污泥量50％以上。

技术领域

本发明属于污水处理领域领域，更具体地，涉及一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化装置与方法。

背景技术

电芬顿技术，由于利用氧气在阴极的原位还原生成H₂O₂(式-1)，因此能够避免H₂O₂长途运输及储存难题。此外原位生成的H₂O₂在投加铁盐的作用下发生芬顿反应，产生高活性氧自由基，具有强氧化性。电芬顿的电流具备可控性，能解决常规芬顿反应面临的H₂O₂投加过量且反应过程难控制的缺点。因此，电芬顿技术作为新兴的电化学技术，受到研究者的广泛关注，常被用于有机污染物的降解。然而值得注意的是，电芬顿反应物(H₂O₂、Fe²⁺)在酸性环境(pH＝2-4)中才能充分发挥作用，需要先加入酸将废水的pH值降低，处理完成后，再加入碱将废水的pH调至中性后排放。这种方法处理废水不仅需要消耗大量的酸、碱，而且在pH回调过程中Fe²⁺沉淀下来，产生大量的含铁污泥。

O₂+2e^–+2H⁺→H₂O₂，E^0’＝0.283V，pH＝7                式-1

目前，针对电芬顿反应产生大量的含铁污泥的问题，有方法提出利用两级隔膜电解槽加芬顿反应槽、混凝沉淀槽、铁泥溶解槽的串联，实现铁泥的再溶解-电化学还原再生。该方法过程复杂难以控制，且需要采用昂贵的离子膜分隔阴阳室，阴极析出的氢气也存在安全隐患。

还有方法提出将铁负载在活性炭纤维电极表面，实现铁元素的还原再生。该方法面临着铁盐易流失、电极可循环性差且制备复杂的问题。

综上，为了对工业废水进行低成本、工艺简单且高效的处理，有必要对传统的电芬顿技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化装置与方法。本发明无需铁盐投加、无需改性电极，且能实现拓宽电芬顿pH范围。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化的装置，该装置为无隔膜板框式电解槽，所述无隔膜板框式电解槽包括壳体、阳极、阴极、进水口、出水口和曝气管，所述阳极为高析氯活性电极，所述阴极为气体扩散电极。

本发明的另一方面提供了一种用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化的方法，该方法利用所述的用于高含氯污水中有机污染物降解的电芬顿复合氧化的装置，包括如下步骤：将所述高含氯污水通入所述无隔膜板框式电解槽中，启动恒流稳压电源，利用所述曝气管向所述装置通入氧气和/或空气，对所述高含氯污水进行降解处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明无需外加铁盐催化剂、不产生含铁污泥，且无需将污水调至酸性。在相同的处理水质、运行条件下，能节省加药量70-100％，减少剩余污泥量50％以上。

(2)本发明降低了所述高含氯污水中的COD，增加可生化性。