[发明专利]一种磁组装电极及过氧絮凝技术处理地下水的方法

权利要求书

1.一种过氧絮凝技术处理地下水的方法，其特征在于：所述方法使用磁组装电极，所述磁组装电极包括：由形稳电极构成的主电极、位于主电极一侧的磁性材料和位于主电极另一侧的异质辅助电极，异质辅助电极在磁性材料作用下被附着在主电极表面，磁组装电极中的异质辅助电极正对电化学反应过程中的阴极，磁组装电极中的磁性材料和异质辅助电极的区域完全浸入待处理溶液中，异质辅助电极均匀分散在主电极的底部，主电极的一部分暴露在待处理溶液中，磁组装电极的主电极与电源正极相连，在电解过程中，阴极会原位产生双氧水，磁组装电极一侧底部的铁粉会原位析出Fe²⁺，Fe²⁺和双氧水反应，生成具有强氧化性的羟基自由基和Fe³⁺，羟基自由基降解地下水中的有机污染物，Fe²⁺/Fe³⁺絮凝去除地下水中的总磷；同时，地下水中的Cl^-在主电极表面被氧化为活性氯，活性氯与羟基自由基联合作用生成活性氯物种Cl^●和ClO^●以去除氨氮；

所述异质辅助电极为纯零价铁粉，零价铁粉在主电极上均匀分布的同时占据主电极浸入待处理地下水中的有效面积的1/3；

反应条件：待处理地下水:200mL、硫酸钠浓度:0.05mol/L、电流300mA，阴极选用炭黑改性碳毡，阳极选用mZVI/DSA，铁粉质量0.3g，COD： 910±20 mg/L；氨氮：72±3 mg/L；总磷：35±3 mg/L；氯离子：1320±30mg/L；

羟基自由基、氯氧化和絮凝三种混合作用时，过氧絮凝体的原理过程是：阴极生成的H₂O₂与阳极溶解的Fe²⁺发生Fenton反应生成^●OH和Fe³⁺，生成的^●OH在地下水中与生成的活性氯反应生成活性氯物种Cl^●和ClO^●，在氧化剂ClO^●、^●OH、活性氯的作用下，地下水中的有机污染物会被氧化降解，最终导致矿化生成CO₂和H₂O；生成的ClO^●与NH₃-N反应生成氯胺NH₂Cl、NHCl₂和NCl₃，氯胺进一步被氧化为N₂，同时由于^●OH提取NH₃-N中的H，逐步形成羟胺NH₂OH，进一步转化为N₂，实现氨氮的去除；磷酸根与阳极中溶解的二价铁离子反应形成沉淀，磷酸氢根和磷酸根也能与三价铁离子反应形成沉淀，协同作用从而使TP脱除；阳极上产生的过量Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式析出，进行絮凝，有机物、含氮污染物和磷发生混凝，进一步减少体系中总磷和氨氮的量，因此，在同一体系下，实现了同时去除COD、NH₃-N和TP的效果。

2.根据权利要求1所述的过氧絮凝技术处理地下水的方法，其特征在于，所述炭黑改性碳毡的过程是：剪取碳毡，经 PTFE浸渍、烘干、在360℃下煅烧半小时后在电极表面形成稳定的空气扩散层；之后将炭黑与PTFE以1.7的质量比作为催化层混匀后涂覆在碳毡一侧，随后在360℃下煅烧半小时制得。