[发明专利]一种基于光电催化生成自由基处理养殖海水尾水的方法

说明书

本发明公开了一种基于光电催化生成自由基处理养殖海水尾水的方法，包括以下步骤：首先制备光电催化生成活性氯的电极和空气阴极；其次将制备得到的光电催化生成活性氯的电极作为光阳极，在制备得到的空气阴极表面覆盖一层铜网，外加1.1～5.0V电压，即可实现海水处理。在自然光照辅助下，施加一定偏压，光阳极发生光电催化反应产Cl₂，随后生成HClO，HClO可以对藻类和细菌起到杀灭作用；阴极发生氧还原反应生成H₂O₂，H₂O₂在铜的催化作用下形成OH·，OH·可以直接氧化去除抗生素和有机质；同时，HClO同OH·发生反应生成氯氧自由基ClO·，氧化去除水体中的氨氮和抗生素，从而实现多种污染物的同时去除。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种基于光电催化生成自由基处理养殖海水尾水的方法。

背景技术

随着海水养殖技术水平的提高和市场需求的扩大，近年来我国海水工厂化养殖规模急剧扩张，由此导致海洋生态环境问题逐渐引起人们的广泛关注。海水养殖生产过程中，为了促进水产品的生长，常需要投加大量饵料和生长激素等。因此，养殖海水尾水，常含有大量有机质以及氨氮等。实际上近年来，海水养殖废水排海总量已超过陆游污水排放，并引发近海岸带水体富营养化，带来赤潮等海洋生态环境问题。同时在养殖过程中，常需要投加大量抗生素以防治病害发生，抗生素的滥用，会引发抗性细菌的生成以及扩散，近海岸带的杀人菌，实际上就是一种抗性细菌，同海水养殖业抗生素滥用有着直接的关系。

海水养殖废水具有盐度高、成份复杂和水量大等特点，传统水处理工艺，主要针对低盐度污水开发，对高盐度废水的处理效果不理想，且处理成本过高。现有技术一般采用药剂处理，存在处理效果不理想和易产生二次污染等问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种基于光电催化生成自由基处理养殖海水尾水的方法。

本发明是通过以下技术方案得以实现的。

一种基于光电催化生成自由基处理养殖海水尾水的方法，包括以下步骤：

S1.制备光电催化生成活性氯的电极；

S2.制备空气阴极；

S3.将步骤S1制备得到的光电催化生成活性氯的电极作为阳极，在步骤S2制备得到的空气阴极表面覆盖一层铜网，外加1.1～5.0V电压，即可实现海水处理。

进一步的，步骤S1中，所述光电催化生成活性氯的电极为TiO₂纳米管阵列负载的电极；所述TiO₂纳米管阵列负载的电极为RuO₂、IrO₂和RuO₂-SnO₂中的一种或多种负载于TiO₂纳米管上所形成的电极。

进一步的，所述TiO₂纳米管阵列负载的电极为RuO₂-SnO₂/TiO₂-NTs电极。

进一步的，所述RuO₂-SnO₂/TiO₂-NTs电极的制备方法如下：

a.将Ti片置于18wt％HCl溶液中，在85℃条件下蚀刻10min；将处理过的Ti片作为阳极，铂片作为对电极，以0.8wt％NH₄F，2wt％Na₂SO₄，10wt％PEG400的水溶液作为电解质溶液，电极间距为l cm，恒电位20V阳极氧化处理4h，在Ti基底上面形成TiO₂纳米管，清洗、晾干，置于氧气氛中进行热处理；