一种高盐有机废水的电化学处理装置的制作方法

本发明属于高盐废水处理，具体涉及一种高盐有机废水的电化学处理装置。

背景技术：

1、当有机废水中盐的百分比超过1%时称为高含盐有机废水。高盐废水主要含有高浓度的盐分、重金属、腐植酸(ha)物质、高浓度的有机物、氨氮以及油脂等，是水处理的难点之一。例如，垃圾渗滤液，反渗透膜浓水，焦化废水，各类化工生产废水等，在不同的行业中，因为所采用的原料以及工艺和工序等都有很大的不同，所以产生的废水中的有机污染物有很大不同，但废水中无机盐的种类大致相同，主要包括na+，cl-，ca2+，so42-，这些高浓度的可溶性盐含量过高使废水处理更加复杂。

2、目前，当前报道的高盐废水处理方法主要有蒸发法，膜处理法等，这些方法目前都存在着诸多弊端，例如容易造成设备的结垢，运行成本高，占地较大等缺点。高级氧化技术(aops)广泛应用于水处理技术中，其中，传统的fenton氧化法(fe2+/h2o2)、光催化氧化法(如uv/h2o2、uv/tio2)、电化学高级氧化法(eaops)和臭氧氧化法(如o3/h2o2、催化臭氧化)等aops是有效且有前景的高盐废水处理方法。这些技术可以直接矿化有机污染物，并且去除一些具有高毒性风险的微量有害化学物质。值得注意的是，由于盐介导的电子转移产生了多种强氧化剂，如羟基自由基(·oh)、活性氯物质(rcs)如cl·、clo·和硫酸盐自由基(so4−·)等，相比之下，eaops可以在高盐度条件下应用，且受到结垢，催化剂失活等影响较小，是理想的高盐废水处理技术。本发明开发了一种过滤式膜电极技术用于高盐废水的处理，取得了良好的效果。

3、但是目前，利用电化学技术处理高盐废水的方法存在下列问题：

4、（1）缺乏稳定的具有高活性的电极材料。电化学技术对电极材料要求较高，常用的电极材料在高盐废水中腐蚀严重，使用寿命短。

5、（2）传质效率低下，传统的插板式电极模式下，污染物很难突破边界扩散层接触到电极活性位点。

6、（3）ph依赖性较大，限制了电化学技术处理高盐废水的实际应用。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种受高盐分干扰小、处理效率高、去除效果好、电极寿命长的高盐有机废水的电化学处理装置。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高盐有机废水的电化学处理装置，包括反应器本体，在所述反应器本体前后两侧分别设置有堵头，并且通过长螺丝穿过堵头以及反应器本体上设置的通孔，并与螺母配合使其两种固定在一起，两个所述堵头外侧端面上均设置有反应器内部相连通的进出水管，所述反应器本体前后两端与对应端的堵头之间分布嵌入有钛sno2-sb 膜电极以及钛网，其中钛sno2-sb 膜电极作为阳极，钛网作为阴极，所述钛基sno2-sb 膜电极上具有能够使水流通过电极孔结构，同时所述钛基sno2-sb 膜电极上具有通过化学反应与其一体化的纳米晶催化层。

4、本发明进一步限定技术方案：

5、进一步的，所述钛sno2-sb 膜电极与钛网大小相同。

6、进一步的，所述sno2-sb 膜电极以及钛网两侧均分别通过密封圈与反应器本体和堵头密封连接。

7、进一步的，所述密封圈为绝缘o型硅橡胶圈。

8、进一步的，所述钛sno2-sb 膜电极与钛网之间间距为20-22mm。

9、进一步的，所述钛sno2-sb 膜电极制备方法为：

10、s1:采用两步阳极氧化法制备tio2纳米管阵列，阳极氧化工艺为在含0.5 wt% nh4f和3 vol% h2o的乙二醇电解质溶液中进行，将市售的微米级钛滤片（直径为60 mm，厚度为2mm）作为阳极，同等大小的钛片作为阴极，间距20 mm, 电压设置为4 0 v，阳极氧化 60min，然后再在60 v电压下氧化 180 min。将氧化后的电极洗净，在500℃下进行0.5 h的热结晶处理；

11、s2：将上述s1制备好的电极浸没在反应液中，该反应液为乙醇-水(体积比1:1，0.2mol/l sncl4, 0.022 mol/l sbcl3和浓度为0.2 mol/l的hcl)的混合溶液，并在180℃下进行水热反应12h，最后在500℃下退火3 h，得到表面具有纳米晶催化层的sno2-sb 膜电极。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明以嵌入纳米中间层的钛sno2-sb 膜电极作为阳极，采用穿流式运行模式，强迫污染物与电极界面接触，提高传质效率，相比于传统的插板式电极模式下，污染物很难突破边界扩散层接触到电极活性位点，极大地提高了污染物去除能力；

14、本发明钛sno2-sb 膜电极为一体式电极，催化层通过化学键与基体结合，以化学方式进行制备整合成一个整体，导电能力强，同时具有更高的稳定性，可以有效防止电解质溶液侵入基底，造成腐蚀，催化层脱落，有助于提高其在高盐废水处理中的耐受性，在高盐废水中耐腐蚀，ph适用范围更广泛；

15、本发明可以有效利用cl-， so42-等阴离子盐介导的电子转移产生多种强氧化剂，如羟基自由基(·oh)、活性氯物质(rcs)如cl·、clo·和硫酸盐自由基(so4−·)等，强化有机物的氧化，尤其是利用活性氯物质(rcs)，可有高效的实现高盐废水中氨氮和有机物的协同脱除。

技术特征：

1.一种高盐有机废水的电化学处理装置，包括反应器本体，其特征在于：在所述反应器本体前后两侧分别设置有堵头，并且通过长螺丝穿过堵头以及反应器本体上设置的通孔，并与螺母配合使其两种固定在一起，两个所述堵头外侧端面上均设置有反应器内部相连通的进出水管，所述反应器本体前后两端与对应端的堵头之间分布嵌入有钛sno2-sb 膜电极以及钛网，其中钛sno2-sb 膜电极作为阳极，钛网作为阴极，所述钛基sno2-sb 膜电极上具有能够使水流通过电极孔结构，同时所述钛基sno2-sb 膜电极上具有通过化学反应与其一体化的纳米晶催化层。

2.根据权利要求1所述的一种高盐有机废水的电化学处理装置，其特征在于：所述钛sno2-sb 膜电极与钛网大小相同。

3.根据权利要求2所述的一种高盐有机废水的电化学处理装置，其特征在于：所述sno2-sb 膜电极以及钛网两侧均分别通过密封圈与反应器本体和堵头密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种高盐有机废水的电化学处理装置，其特征在于：所述密封圈为绝缘o型硅橡胶圈。

5.根据权利要求1所述的一种高盐有机废水的电化学处理装置，其特征在于：所述钛sno2-sb 膜电极与钛网之间间距为20-22mm。

6.根据权利要求1所述的一种高盐有机废水的电化学处理装置，其特征在于：所述钛sno2-sb 膜电极制备方法为：

技术总结
本发明公开一种高盐有机废水的电化学处理装置，包括反应器本体，在所述反应器本体前后两侧分别设置有堵头，并且通过长螺丝穿过堵头以及反应器本体上设置的通孔，并与螺母配合使其两种固定在一起，两个所述堵头外侧端面上均设置有反应器内部相连通的进出水管，所述反应器本体前后两端与对应端的堵头之间分布嵌入有钛SnO<subgt;2</subgt;‑Sb膜电极以及钛网，其中钛SnO<subgt;2</subgt;‑Sb膜电极作为阳极，钛网作为阴极，所述钛基SnO<subgt;2</subgt;‑Sb膜电极上具有能够使水流通过电极孔结构，同时所述钛基SnO<subgt;2</subgt;‑Sb膜电极上具有通过化学反应与其一体化的纳米晶催化层，本发明受高盐分干扰小、处理效率高、去除效果好、电极寿命长。

技术研发人员：蒋永伟,曹蕾,施凯强,张耀辉,沈孝辉,栗文明,韩卫清,魏卡佳
受保护的技术使用者：江苏省环境工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28