CN101386433B

CN101386433B - 同时去除水中砷和氟污染物的电化学反应器及方法

Info

Publication number: CN101386433B
Application number: CN2008102260826A
Authority: CN
Inventors: 曲久辉; 赵旭; 刘会娟; 刘锐平; 胡承志; 雷鹏举
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: CN101386433A

Abstract

一种同时去除水中砷和氟污染物的电化学反应器及方法，将铁和铝电极耦合，通过电感应的方法产生铁和铝离子，并同时将三价砷电氧化为五价砷。电解产生的铁和铝离子进一步形成铁和铝絮体，分别与水中的砷和氟污染物作用，实现水中砷和氟污染物同时去除。本发明的电混凝反应器内的底部有布水板，在布水板的上方有通过绝缘垫片及螺母固定在绝缘棒上的形稳电极、铁板电极及铝板电极；形稳电极、铁板电极和铝板电极是间歇交替作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在反应器内；其中相邻形稳电极分别与直流电源的正负极连接，并且进行定时的正负极切换，以提高电极反应效率、抑制电极钝化。本方法可用于饮用水中砷、氟的单独去除或同时去除。

Description

同时去除水中砷和氟污染物的电化学反应器及方法

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及一种通过电化学方法电解铁和铝阳极，在线生成铁离子和铝离子，通过混凝作用，同时高效去除饮用水或者废水中砷和氟污染物的一体化电化学反应器。

本发明还涉及利用上述电化学反应器同时去除饮用水或者废水中砷和氟污染物的方法。

背景技术

饮用水中氟和砷的污染是一个全球性的问题。正常饮用水中氟含量在0.5～1.0mg/L之间。氟含量超过1.0mg/L，就会引起氟中毒，重患者可能引起氟骨症。砷具有致癌作用，对呼吸道、血管、心脏和中枢神经等具有危害。美国国家环保局及我国的饮用水标准已经将饮用水砷含量标准由50μg/L降低到10μg/L。砷在水中的化合形态有两种，即As(III)和As(V)，As(III)的毒性是As(V)的25～60倍。某些特定行业的工业废水中也含有高浓度的砷和氟离子，急需有效治理。

含氟和含砷饮用水的处理目前仍是我国和世界上许多国家尚未解决的问题，目前除氟方法有混凝沉淀法、吸附过滤法、电絮凝法、电渗析法和反渗透法等。砷的去除方法有混凝沉淀(铝盐、铁盐)、吸附(活性氧化铝、活性炭、铝土矿)、离子交换和反渗透等。

采用电混凝方法除砷或除氟也有人报道。电絮凝法具有构造简单、处理费用低、占地面积小、携带方便等优点，对处理小水量的饮用水很适用。电絮凝又称电混凝，其处理原理是：将金属电极(铝或铁)置于被处理的水中，然后通以直流电，此时金属阳极发生电化学反应，溶出Al³⁺离子或Fe²⁺等离子并在水中水解而发生混凝或絮凝作用，其过程和机理与化学混凝基本相同。通常，电化学反应器内进行的化学反应过程是极其复杂的。在电絮凝反应器中同时发生了电絮凝、电气浮和电氧化过程，水中的溶解性、胶体和悬浮态污染物在混凝、气浮和氧化作用下均可得到有效转化和去除。

在采用电絮凝除氟离子时阳极主要采用铝板，通过溶解的铝离子水解后形成的絮体进行氟离子的混凝去除。以铁电极为阳极，采用电絮凝方法可有效去除饮用水中的砷，As(III)和As(V)的去除率均可达到99％以上，其能够有效去除饮用水中的砷，可能是在电絮凝过程中As(III)氧化成As(V)后与Fe(OH)₃发生了表面络合。

地下水中砷离子和氟离子常常同时存在，而通常的方法是对砷离子和氟离子采取不同的工艺单元进行分别去除，这样可以使水中的砷离子和氟离子达到饮用水标准。例如采用分段吸附单元分别进行砷和氟离子吸附去除，但是此类操作工艺较复杂，目前还没有可同时去除水中砷离子和氟离子的反应装置尤其是一体化的电化学反应器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时去除水中砷和氟污染物的电化学反应器。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述电化学反应器同时去除水中砷和氟污染物的方法。

为实现上述目的，本发明提供的电化学反应器，其主要包括：

一反应器，其内部的底部设有布水板，在布水板的上方平行依次固定有形稳电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极，各电极之间的间距为1～3厘米；布水板下面的反应器的侧壁或底部开有进水口，在反应器的底部开有放水口；在反应器的上部开有出水口；两个形稳电极分别连接电源的正负极，正负极进行切换。

根据本发明的技术，各电极依次排布为：形稳电极、铝板电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极；或者为形稳电极、铝板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极；或者为形稳电极、铁板电极、铁板电极、铝板电极；或者为形稳电极、铁板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极。

根据本发明的技术，所需的电极数量较大时，可以任一种排布方式作为一个单元，各单元之间进行并联排布。

根据本发明的技术，形稳电极、铁板电极和铝板电极的面积之和与反应器的体积比例控制在20～160m²/m³。

本发明利用一述电化学反应器同时去除水中砷和氟污染物的方法，其主要步骤是：

控制待处理水的流速在反应器中停留的时间为5～30分钟；

开启电化学反应器的电源进行形稳电极正负极切换，实现铁板电极和铝板电极的阴阳极定时切换，其中切换的时间范围为15分钟到60分钟之内；在电感应作用下，阳极的铁板和铝板溶解出铁离子和铝离子，溶解的铁离子和铝离子进一步水解生成絮体，混凝去除水中的砷和氟污染物；

最后进行沉淀和过滤处理。

根据本发明的技术，通过调节电源控制电化学反应的电压，使每个通过导线与电源相连接的铁板电极和铝板电极的电流密度控制范围为10～35A/m²，以调节铁离子和铝离子的溶出量。

本发明的特点：

1)通过耦合铁板电极和铝板电极，同时电解生成的铁和铝絮体，进行水中砷和氟污染物的同时去除。

2)本发明的反应器不仅可以有效去除5价砷还可以有效去除3价砷。

3)本发明利用形稳电极作为正负极，通过感应电的方式进行铁和铝阳极的溶解。

4)本发明通过切换形稳电极的极性，实现正负极切换，抑制电极钝化。

5)本发明的反应器以及方法对饮用水和废水中高浓度的砷和氟污染物均可进行有效去除和治理。

附图说明

图1是本发明的同时去除水中砷和氟污染物的一体化电化学反应器的结构示意图。

图2是本发明的同时去除水中砷和氟污染物的一体化电化学反应器中的极板。

图3中本发明的同时去除水中砷和氟污染物的一体化电化学反应器中的极板。

附图中的标记说明

1反应器、2法兰盘、3布水板、4螺栓口、5形稳电极、6、铁和铝电极、7螺母、8绝缘垫片、9绝缘棒。

具体实施方式

本发明是利用电混凝可高效除氟和除砷的特点，针对目前电混凝反应器的单一性，确立了以铝和铁电极的耦合的方法进行水中砷和氟污染物的同时电混凝有效去除的新思路，从而提供一种同时去除饮用水或者废水中砷和氟污染物的一体化电化学反应器，以实现水中砷离子和氟污染物的高效同时去除。

本发明的原理为：将铁和铝电极耦合在一个反应器中，电混凝同时除去水中砷和氟污染物。在感应电化学反应过程中，使作为阳极的铁阳极或铝阳极进行电溶解，产生铁、铝的离子和絮体，其中铁离子及其絮体主要与砷污染物作用，铝离子及共絮体主要与氟污染物作用，同时有效去除水中的砷和氟污染物。同时利用形稳阳极的电化学氧化作用将三价砷(As(III)氧化为As(V)。

基于上述原理，本发明实现砷和氟污染物同时去除的过程简述如下：

在感应电化学反应中，铁和铝耦合电极中的铝(Al)阳极电解生成Al³⁺，形成铝氧化物对水中氟离子进行吸附。

在碱性条件下：

在中性或弱酸性条件下：

耦合电极中的铁(Fe)作为阳极时，阳极上发生与Al相似的金属溶解的电化学反应，产生铁离子，进一步形成铁氧化物，然后砷离子与铁氧化物形成络合物沉淀下来。其反应如下：

在碱性或中性条件下：

在酸性条件下：

As(III)+As(V)+Fe³⁺+H₂O→As(V)Fe(OH)₃

同时阳极发生H₂O电解析出O₂的反应：

阴极主要是H₂O的电解释放出H₂的反应：

电极表面释放出的微小气泡加速了颗粒絮体的碰撞过程，提高了砷和氟污染物的去除效率。

本发明的电化学反应器的结构如图1所示。

在电化学反应器内的底部设有布水板，在布水板的上方有通过绝缘垫片及螺母固定在绝缘棒上的形稳电极、铁板电极及铝板电极，如图2和3所示；

在布水板下面的反应器的侧壁或底部开有进水口，在电化学反应器的底部开有放水口(用于反应完成后放出反应器中的残留水)；在电化学反应器的上部开有出水口。待处理的水通过泵由侧壁或底部进水口打入电化学反应器中。

形稳电极、铁板电极及铝板电极通过间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在电化学反应器内。

电极的排布方式依次为形稳电极、铝板电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极或者形稳电极、铝板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极；或者形稳电极、铁板电极、铁板电极、铝板电极；或者形稳电极、铁板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极。当仅有一块铁板和一块铝板电极时，排布方式为形稳电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极。当所需的电极数量较多时，则以以上任一种排布方式为一个单元，进行并联排布。相邻形稳电极分别与外电路直流电源的正负极连接，形成正极负极和负极正极或者负极正极和正极负极的电极循环连接方式。并且正负极进行定时切换。

形稳电极与相邻的铁板电极或铝板电极之间的间距为1～3厘米。所述的相邻铁板电极与铝板电极之间的间距为1～3厘米；所述的相邻铁板电极与铁板电极之间的间距为1～3厘米；所述的相邻铝板电极与铝板电极之间的间距为1～3厘米。

电化学反应器可是有机玻璃材料、塑料材料、防腐铁材或钢材等；布水板可为有机玻璃或塑料材料等。所述的绝缘垫片是塑料绝缘垫片，也可以用其它的绝缘垫片。

本发明利用上述电化学反应器同时去除饮用水或者废水中砷和氟污染物的实施方法为：首先根据水质特点，选择一种的电极排布方式。采用直流电源进行供电，先将正负极导线与作为阳极或阴极的形稳电极分别连接。打开电化学反应器的进水阀门，将待处理的水通过泵送入电化学反应器内，调整水的流速，以控制水在电化学反应器中停留的时间为5～30分钟；然后开启电化学反应器的电源，通过继电器来进行形稳电极的正负极定时交替切换，其中切换的时间范围为10分钟到60分钟之内；在感应电作用下，铁板和铝板溶解出铁离子和铝离子，溶解的铁离子和铝离子进一步水解生成絮体，混凝去除水中的砷离子和氟离子；检测水中的砷离子和氟离子浓度，然后排水，出水口流出的水经沉淀和过滤处理后，即可得到使水中的砷离子和氟离子达到饮用水标准或工业废水排放标准。在去除饮用水或者废水中砷离子和氟离子的过程中，通过调节直接电源的电压进行电极电流密度调节，电流密度调节范围为(10～35A/m²)以调节铁离子和铝离子的溶出量，也可通过调节形稳电极、铁板电极和铝板电极面积等控制和改变铁离子和铝离子的溶出量。

形稳电极、铁板电极和铝板电极的数量以及形稳电极、铁板电极和铝板电极的面积可根据处理水量和电化学反应器的体积而确定。铁板电极和铝板电极的面积与电化学反应器的体积比例控制在50～160m²/m³。

在同一个电化学反应器内，在反应过程中，电极的正负极可间歇交替切换，铁板电极和铝板电极交替为阳极，进行铁离子和铝离子的电溶解，抑制电极的钝化。

本发明不仅可以去除地下水中的三价砷和/或五价砷和氟离子，还可以去除废水中高浓度的砷离子(包括三价砷和五价砷)和氟离子。

本发明的电化学反应器将形稳电极、铁板和铝板组装在一起用作电极。通过控制极板的电流密度(10～35A/m²)、铁板电极和铝板电极面积、电极极板间距(1～3厘米)等条件实现对水中砷和氟污染物的高效去除；通过转换形稳电极的正负极抑制电极钝化。用本发明的电化学反应器以及处理技术处理含砷和氟污染物的地下水，其中除砷和除氟效率均可达到90％以上，处理后水中的砷离子和氟离子的含量低于我国对饮用水的标准规定值，且无二次污染。本发明的电化学反应器以及方法也可有效去除废水中高浓度的砷和氟污染物，使之含量达到我国对工业废水的排放标准。

实施例1

请参见图1和2。在顶部及底部带有法兰盘2的由有机玻璃材料制备成的电化学反应器1内的底部和由有机玻璃材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的1块铁板电极及1块铝板电极6和2块形稳电极5，在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。

形稳电极是间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在电化学反应器1内；2块形稳电极分别连接有与反应器的外电路相连通的导线，2根外电路导线分别与直流电源的正极和负极相连通。本实施例采用的形稳阳极为钛钌网电极，是在钛网的表面镀上一层TiO₂/RuO₂的复合氧化物，但本发明可采用的形稳电极不限于上述的钛钌网电极。

在布水板下面的电化学反应器的侧壁或底部开有进水口，在反应器的底部开有放水口；在反应器的上部开有出水口。

利用自来水配制含砷离子和氟离子的待处理水，其中含As(V)65μg/L和As(III)75μg/L，含氟离子4.5mg/L。极板间距为1厘米，其中极板间距可调节，极板面积与反应器的比例为55m²/m³，电化学反应器的体积为10升，水在反应器中的停留时间为30分钟。

采用直流电源进行供电，先将导线连接好作为阳极或阴极的形稳电极，并将连接阳极和阴极的导线分别连接到电源的正极和负极；打开电化学反应器的进水阀门，将待处理的水通过泵送入电化学反应器内，调整水的流速，以控制水在电化学反应器中的停留时间为50分钟；然后开启电化学反应器的电源，进行正负极的定时交替切换，切换时间为10分钟；检测水中的砷离子和氟离子浓度，然后排水，出水口流出的水经沉淀和过滤处理后，即可得到使水中的砷离子和氟离子达到饮用水标准或工业废水排放标准；

在去除水中砷离子和氟离子的过程中，通过调节直接电源控制电化学反应的电流密度，使形稳电极的电流密度控制范围为10～15A/m²，以调节铁离子和铝离子的溶出量。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表1所示。

表1：实施例1的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				As(V)(μg/L)	65	4.1	93.7
As(III)(μg/L)	75	3.5	95.3
				F<sup>-</sup>(mg/L)	4.5	0.4	91.1

实施例2

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由不锈钢制备成的电化学反应器1内的底部有由有机玻璃材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的2块铁板电极及1块铝板电极6以及2块形稳电极5；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。极板连接方式为形稳电极—铁板—铝板—铁板—形稳电极。在两边最外侧的形稳电极上分别连接有与电化学反应器的外电路相连通的导线，2根外电路导线分别与直流电源的正极和负极相连通。

在布水板下面的电化学反应器的侧壁或底部开有进水口，在电化学反应器的底部开有放水口；在电化学反应器的上部开有出水口。

利用自来水配制含砷离子和氟离子的待处理水，其中含As(V)75μg/L和As(III)78μg/L，含氟离子4.6mg/L。极板间距为3厘米，极板面积与电化学反应器的体积比例为100m²/m³，电化学反应器的体积为20升；按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为20A/m²，在电化学反应器中的停留时间为10分钟，进行极板的正负极切换，切换间隔时间为27分钟。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表2所示。

表2：实施例2的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后
			As(V)(μg/L)	75	4.8
As(III)(μg/L)	78	3.9
			F<sup>-</sup>(mg/L)	4.6	0.7

实施例3

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由不锈钢制备成的电化学反应器1内的底部有由有机玻璃材料制各成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的2块铁板电极及1块铝板电极6以及2块形稳电极；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。电极连接方式为形稳电极—铁板—铁板—铝板—形稳电极，极板间距为3厘米，

形稳电极是间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在反应器1内；形稳电极上分别连接有与电化学反应器的外电路相连通的导线，2根外电路导线分别与直流电源的正极和负极相连通。

利用自来水配制含砷离子和氟离子的待处理水，其中含As(V)80μg/L和As(III)85μg/L，含氟离子2.0mg/L。极板面积与反应器的比例为100m²/m³，电化学反应器的体积为100升；按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为20A/m²，水在电化学反应器中的停留时间为15分钟，进行极板的正负极切换，切换时间为30分钟。

上述操作条件下电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表3所示。

表3：实施例3的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				As(V)(μg/L)	80	3.1	96.1
As(III)(μg/L)	85	5.5	93.5

F<sup>-</sup>(mg/L)

2

0.1

95.0

实施例4

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由塑料材料制备成的电化学反应器1内的底部有由塑料材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的1块铁板电极及2块铝板电极6以及2块形稳电极；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。

形稳电极是间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在电化学反应器1内；电极连接方式为形稳电极—铝板—铁板—铝板—形稳电极；在两边最外侧的形稳电极上分别连接有与电化学反应器的外电路相连通的导线，2根外电路导线分别与直流电源的正极和负极相连通。

某地下水，其中含As(V)50μg/L和As(III)56μg/L，含F离子2.5mg/L。极板间距为3厘米，极板面积与电化学反应器的体积比例为130m²/m³，电化学反应器的体积为500升；按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为25A/m²，水在电化学反应器中的停留时间为10分钟，进行极板的正负极切换，切换间隔时间为5分钟。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表4所示。

表4：实施例4的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				As(V)(μg/L)	50	3.5	93.0
As(III)(μg/L)	56	4.8	91.4
				F<sup>-</sup>(mg/L)	2.5	0.21	91.6

实施例5

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由塑料材料制备成的电化学反应器1内的底部有由塑料材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的2块铝板电极及1块铝板电极6以及2块形稳电极；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。极板连接方式为形稳电极—铝板—铝板—铁板—形稳电极。

形稳电极是间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在电化学反应器1内；在两边最外侧的形稳电极上分别连接有与电化学反应器的外电路相连通的导线，2根外电路导线分别与直流电源的正极和负极相连通。

某地下水，其中含As(V)66μg/L和As(III)78μg/L，含F离子3.2mg/L。极板间距为2厘米，极板面积与电化学反应器的比例为130m²/m³，电化学反应器的体积为300升；按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为20A/m²，水在电化学反应器中的停留时间为18分钟，进行极板的正负极切换，切换间隔时间为8分钟。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表5所示。

表5：实施例5的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				As(V)(μg/L)	66	3.0	95.5
As(III)(μg/L)	78	4.5	94.2
				F<sup>-</sup>(mg/L)	3.2	0.19	94.1

实施例6

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由塑料材料制备成的电化学反应器1内的底部有由塑料材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的2块铁板电极及2块铝板电极6以及3块形稳电极；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。所采用的电化学反应器中的极板连接方式为形稳电极—铁板—铝板—形稳电极—铁板—铝板—形稳电极。

所述的形稳电极是间歇交替切换电源的正负极作为阳极和阴极，或作为阴极和阳极，并且平行安装在电化学反应器1内；3块形稳电极上分别连接有与电化学反应器的外电路相连通的导线，3根外电路导线分别与直流电源的正极、负极和正极相连通。

某地下水，其中含As(V)106μg/L和As(III)102μg/L，含F离子4.2mg/L。极板间距为2厘米，极板面积与电化学反应器的体积比例为127m²/m³，电化学反应器的体积为300升；按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为20A/m²，水在电化学反应器中的停留时间为45分钟，进行极板的正负极切换，切换间隔时间为15分钟。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除效果如表6所示。

表6：实施例6的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				As(V)(μg/L)	106	4.8	95.5
As(III)(μg/L)	102	3.8	94.2
				F<sup>-</sup>(mg/L)	4.2	0.88	94.1

实施例7

请参见图1和3。在顶部及底部带有法兰盘2的由碳钢制备成的电化学反应器1内的底部有机玻璃材料制备成的布水板3，在布水板3的上方有通过绝缘垫片8及螺母7固定在绝缘棒9上的6块铝板电极及3块铁板电极6以及4块形稳电极；在法兰盘上有螺栓口4，通过法兰盘2可再连接电化学反应器1。所采用的电化学反应器中的极板数一共13块，连接方式为形稳电极—铝板—铁板—铝板—形稳电极—铝板—铁板—铝板—形稳电极—铝板—铁板—铝板—形稳电极，并且平行安装在电化学反应器1内。

形稳电极有与电化学反应器的外电路相连通的导线，4根外电路导线依次与直流电源的正极、负极、正极和负极相连接。

某工业废水，其中砷含量为35mg/L，含氟离子18mg/L。电化学反应器的体积为100升，极板面积与电化学反应器的体积比例为155m²/m³，按照实施例1的方法对含砷离子和氟离子的水进行处理，所施加电流密度为22A/m²，水在电化学反应器中停留的时间为15分钟；进行极板的正负极切换，切换间隔时间为15分钟。

上述操作条件下的电化学反应器处理水后砷离子和氟离子的去除结果如表7所示。可以看出，此反应器和反应技术也可去除工业废水中砷和氟离子。

表7实施例7的电化学处理结果

检测指标	处理前	处理后	去除率％
				砷(mg/L)	35	4.8	86.2
氟离子(mg/L)	18	0.6	96.7

通过上述实施例看出，本发明能同时去除水中三价砷和五价砷以及氟离子，处理水可达到世界健康组织、美国国家环保局相关标准及我国最新饮用水标准(GB5749-2006)。同时本发明也可有效进行废水中砷离子和氟离子去除。

Claims

1.一种电化学反应器，其主要包括：

一反应器，其内部的底部设有布水板，在布水板的上方按如下方式平行依次固定有：

形稳电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极；

形稳电极、铝板电极、铁板电极、铝板电极和形稳电极；

形稳电极、铝板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极；

形稳电极、铁板电极、铝板电极、铁板电极和形稳电极；

电极以任一种排布方式作为一个单元，各单元之间进行并联排布；

布水板下面的反应器的侧壁或底部开有进水口，在反应器的底部开有放水口；在反应器的上部开有出水口；

两个形稳电极分别连接电源的正负极，正负极进行切换。

2.依照权利要求1所述的电化学反应器，其中，形稳电极、铁板电极和铝板电极通过绝缘垫片及螺母固定在绝缘棒上。

3.依照权利要求1所述的电化学反应器，其中，各电极之间的间距为1～3厘米。

4.依照权利要求1所述的电化学反应器，其中，形稳电极、铁板电极和铝板电极的面积之和与反应器的体积比例控制在20～160m²/m³。

5.一种利用权利要求1所述电化学反应器同时去除水中砷和氟污染物的方法，其主要步骤是：

控制待处理水的流速在反应器中停留的时间为5～30分钟；

开启电化学反应器的电源进行形稳电极正负极切换，实现铁板电极和铝板电极的阴阳极定时切换，其中切换的时间范围为15分钟到60分钟之内；在电感应作用下，阳极的铁板和铝板溶解出铁离子和铝离子，将三价砷电氧化为五价砷，溶解的铁离子和铝离子进一步水解生成絮体，混凝去除水中的砷和氟污染物；

沉淀和过滤处理。

6.依照权利要求5所述的方法，其中，通过调节电源控制电化学反应的电压，使每个通过导线与电源相连接的铁板电极和铝板电极的电流密度控制范围为10～35A/m²，以调节铁离子和铝离子的溶出量。