[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

说明书

本发明为一种磁组装电极及过氧絮凝技术处理地下水的方法。该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，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。在电化学处理过程中主电极既能氧化地下水中存在的Clsupgt;‑/supgt;，异质辅助电极又能在电流的作用下析出Fenton催化剂，两者共同作用高效降解地下水中污染物。

技术领域

本发明涉及地下水处理技术领域，具体涉及一种磁组装电极及过氧絮凝技术处理地下水的方法。

背景技术

近来，由于水质和水量问题日益严重，向社会提供饮用水变得越来越复杂。广泛使用地下水现在对于农业和工业目的是不可避免的，而全球近一半的人口依赖于地下水用于饮用水，地下水的水质安全是人类健康的重要保障。化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)和总磷(TP)是被作为评价水体性能三个指标，如何实现多种污染物的同步去除是目前面临的一个重大挑战。在目前存在的技术当中，生物修复和吸附是两种常用的同时去除地下水中COD、NH₃-N和TP的方法，但是前者无法有效去除生物难降解有机物，而且地下水中存在的氯离子对微生物具有毒害作用，后者需要对饱和的吸附剂进行后处理，增加了运行治理成本。因此开发一种经济高效处理地下水的技术迫在眉睫。

电芬顿作为一种新型电化学高级氧化水处理技术，产生的强氧化性羟基自由基(^●OH)在处理地下水中COD、氨氮和其他有机污染物具有广阔前景，但是TP不能被氧化降解。电絮凝对总磷的去除有良好的效果，但是由于在氧化方面受到限制，不利于氨氮的降解去除。综上所述，单一体系存在的局限性，无法有效去除水中多种污染物。因此，研发一种集合多种功能的耦合体系，有效利用地下水中存在的氯离子，同时去除COD、NH₃-N和TP具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型过氧絮凝体系，将具有两种不同功能的材料(主电极和异质辅助电极)在磁场作用下构成磁组装电极。两种材料的功能发挥相互独立，互不影响。在电化学处理过程中主电极既能氧化地下水中存在的Cl^-，异质辅助电极又能在电流的作用下析出Fenton催化剂，两者共同作用高效降解地下水中污染物。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种磁组装电极，其特征在于，该磁组装电极包括：

主电极，由形稳电极组成；

磁性材料，位于主电极一侧；

异质辅助电极，位于主电极另一侧，在磁性材料作用下被附着在主电极表面。

所述的异质辅助电极为含有零价铁的物质，可以添加其它辅助物质，如四氧化三铁、二氧化三铁、铜等，异质辅助电极在不同情况下可以分为粉末、块状以及其他任何形状。

异质辅助电极上零价铁的质量，通过公式(1)获得

式中：m：一定电流强度下溶出铁的质量，g；

I：电流强度，A；

t：通电时间，s；

Z：每个铁原子传递的电子数；

F：法拉第常数，96490C/mol。

其中，根据污染物浓度的高低可以设置不同的通电时间和电流强度，通电时间越长，电流越大去除污染物的效率高。

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。