CN103351039A

CN103351039A - 一种掺杂铜锌的可溶性铝电极及其电化学水处理的方法

Info

Publication number: CN103351039A
Application number: CN2013103095333A
Authority: CN
Inventors: 张小清; 刘鹏
Original assignee: ZHUSHEN TECHNOLOGY WUXI Co Ltd
Current assignee: ZHUSHEN TECHNOLOGY WUXI Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-10-16

Abstract

本发明公开了一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,可溶性电极由主体金属和掺杂金属组成,其中主体金属为铝,掺杂金属为铜或锌。可溶性电极的组成质量百分比为：铝80%-95%，锌5%-20%或铝90%-97%，铜3%-10%。所述可溶性铝锌二元合金电极为熔铸制成，所述可溶性铝铜电极为挤压制成。本发明还提供了一种掺杂铜锌的可溶性铝电极的电化学水处理方法，所述方法是以掺杂铜锌的可溶性铝电极为阳极，以其它可溶性或不溶性电极为阴极。本发明的有益效果是：高效性；可高效去除污废水中的铅、细菌和藻类，满足日益严格的污水排放标准；长效性；可有效降低可溶性铝电极的损耗，延长电极使用时间。

Description

一种掺杂铜锌的可溶性铝电极及其电化学水处理的方法

技术领域

本发明涉及电化学水处理技术领域，尤其涉及一种掺杂铜锌的可溶性铝电极及其电化学水处理的方法。

背景技术

电化学水处理是利用电解原理对水体进行电化学处理，通过氧化还原作用、电力作用、电子作用、电极化学反应、电气浮、电絮凝、电激共振等作用分离水中各类影响水质标准的物质。利用电化学水处理技术原理的装置能够将特殊的化学电能大面积均匀作用于水体内部，激发水体中各种粒子共振，使水溶液脱稳，使溶质和溶剂发生分离，达到净化水体的目的。

在电化学方式下，采用电解方式进行各类污水的前期高浓度处理和后期深度处理以及改善地表水使用品质的处理，主要是利用反应器产生的电能及磁效应来进行，而在反应的过程中，反应器的性能确定了对象水体的处理效果，针对高含量有机物及有色污水的处理采用以铝为主的反应器进行处理可有效地清除水体中的有机物及色度，经处理后的水提高了溶液成分的活化性能。这一类型的技术是基于传统混凝，使用铝、铁等金属作为阳极，电解出各种离子而应用于水处理中的一种新方法，丰富了传统的胶体理论，被称为电凝聚技术。电凝聚技术有其显著的优点：1）反应器设备简单，操作容易，运行中遇到的问题很容易解决；2）污水处理后清澈、无色、无味；3）污泥沉降和脱水性能好，比常规混凝产生的污泥量少；4）絮体与常规混凝类似，但粒径更大，含结合水少，抗酸且稳定，易过滤等；但是该技术也存在一定的问题和缺点：1）阳极电解消耗大，需要经常更换；2）以铝、铁为主的阳极对污废水中的大肠杆菌、藻类等的杀灭和去除效果有限等。

发明内容

为解决现有电化学水处理中阳极材料存在的消耗大、杀菌效果差等缺点，本发明旨在提供一种掺杂铜锌的可溶性铝电极及其电化学水处理的方法。

本发明采用的技术方案如下：

由于铝阳极在电能作用下能分解废水中的有机物和有色物体，并能产生大量絮凝物，达到净化水质的目的，因而在电化方式下的水质净化过程中有独到的功能，但是铝在使用过程中除了能产生絮凝物及降解水体色度以外杀菌效果不是很好，另外作为阳极的铝在电解过程中消耗大，如果在铝阳极中参合一定比例的铜或锌，即能大幅度的提高杀菌效果，避免污水处理现有的后期出水采用物理化学方法的杀菌工艺，又能延缓电极的消耗。

本发明采用熔铸法及挤压法将铝、锌、铜各按比例配和进行组合，复合后的铝合金做阳极可有效提高处理废水的工作效果，优于单纯的铝阳极，配合材料为：1、铝（Al）80%-95%，锌（Zn）5%-20%，锌具有优越的防腐性能，化学性质活泼，电溶解速度比铝慢，在电能作用下放出氢气较多，掺和铝一起作为阳极使用减缓了阳极的电溶解速度，并且锌作为铅的还原剂，在污水处理中还能降解废水中有毒有害的金属物质，锌与铝的复合材料不但能增强处理效果而且能延长阳极的使用寿命，其次锌的中间熔点及其它参数与铝极为相近，铝锌合金材料采用熔铸方法进行加工；2、铝（Al）90%-97%，铜（Cu）3%-10%，铜离子具有强烈的杀菌功能，铜离子在水体中能透过细胞膜达到细胞的内部，促使部分酶的变性从而破坏它们的新陈代谢达到杀菌灭毒的效果，特别是在电解过程中产生的铜离子特别活跃，并且此时的铜离子还带有电离子，此时的铜离子对细菌病毒更具杀伤力，加工方法可以采用挤压成型的方法。

铝锌合金的特征比列含量为：铝（Al）80%-95%，锌（Zn）5%-20%，优选铝 85%，锌15%。二者构成二元合金进行熔铸加工而成；

铝铜合金的特征比列含量为：铝（Al）90%-97%，铜（Cu）3%-10%，优选铝 92%，铜8%或铝 95%，铜5%。二者构成二元合金进行挤压加工而成。

本发明的掺杂铜锌的可溶性铝电极具有以下优点：

1、高效性；可高效去除污废水中的铅、细菌和藻类，满足日益严格的污水排放标准；

2、长效性；可有效降低可溶性铝电极的损耗，延长电极使用时间。

附图说明

图1铝锌复合阳极去除水中污染物和铅示意图

图2铝铜复合阳极去除水中污染物和杀菌除藻示意图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例1

在污水色度（稀释倍数）80，含铅量7mg/L的污水中，采用铝锌合金的电极反应器进行处理，其中铝锌合金电极的铝含量为85%，锌含量为15%，处理后的水样色度<20，高于国家一类甲级排放标准，含铅量为0.05mg/L高于国家0.5mg/L的回用水标准。经使用验证铝锌电极的使用时间是普通铝电极的3.5倍。

实施例2

在大肠菌群含量>10000个/L的废水，经采用铝铜合金的电极反应器进行处理，其中铝铜合金电极的铝含量为92%，铜含量为8%，处理后大肠菌群含量为零。经使用验证铝锌电极的使用时间是普通铝电极的2.8倍。

实施例3

在蓝绿藻含量较高的废水，经采用铝铜合金的电极反应器进行处理，其中铝铜合金电极的铝含量为95%，铜含量为5%，处理后后水质清晰透明，色度（稀释倍数）为<15。经使用验证铝锌电极的使用时间是普通铝电极的2.3倍。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极由主体金属和掺杂金属组成,其中主体金属为铝,掺杂金属为铜或锌。

2.如权利要求1所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极的组成质量百分比为：铝 80%-95%，锌5%-20%。

3.如权利要求1所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极的组成质量百分比为：铝 90%-97%，铜3%-10%。

4.如权利要求2所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极的组成质量百分比为：铝 85%，锌15%。

5.如权利要求3所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极的组成质量百分比为：铝 92%，铜8%。

6.如权利要求3所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:可溶性电极的组成质量百分比为：铝 95%，铜5%。

7.如权利要求2或4所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:铝和锌是通过熔铸的方式加工成可溶性电极。

8.如权利要求3、5、6任一项权利要求所述的一种掺杂铜锌的可溶性铝电极,其特征在于:铝和铜是通过挤压的方式加工成可溶性电极。

9.一种利用如权利要求1-8任一项权利要求所述的可溶性电极进行电化学水处理的方法，其特征在于：首先以掺杂铜或锌的可溶性铝电极为阳极，以其他可溶性或不可溶性电极为阴极，然后将阳极和阴极放入待处理的废水中，通入电流进行电解处理，直至水中产生大量絮状物沉淀，水质澄清为止。