CN106353447A - 一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法 - Google Patents

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Abstract

一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法，其特征是：采用抽拉式隔板电解槽作为处理废水的电催化电极的活性评价装置；所述抽拉式隔板电解槽由槽体（A）、离子膜（5）、可抽拉式隔板（4）、进水口（6）、出水口（7）、进气口（2）、出气口（3）组成；将紫外可见分光光度计（9）、液质联用仪（10）和离子色谱仪（11）与电解槽的进水口（6）和出水口（7）相连接；将气质联用仪（12）和NOx检测仪（13）与出气口（3）连接，通过测试废水处理前后的各项指标来作为催化剂活性的综合评价。本发明提供的一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法，在实现废水的连续进样时可实现废水处理过程水和气体的实时、在线监控。

Description

一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法
技术领域
本发明涉及快速评价电催化氧化废水催化剂活性的技术，尤其涉及一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法。
背景技术
在人类的生产生活中产生了大量了难以直接用生物法处理的有毒废水，而物理法及化学法被用于处理这些有毒废水以减少其对环境的危害。虽然通过絮凝、吸附等物理法能够快速的处理废水中的有毒物质，但容易产生二次污染。因此，化学法被认为是最有前景的处理有毒废水的方法。电化学氧化法和电催化氧化技术正是在这样的背景下应运而生。
电化学氧化和电催化氧化技术则利用了废水中的氨氮、有机物在电场作用下能够快速氧化为二氧化碳、水及氮气等对环境无害的化合物，从而实现废水的无害化处理。然而，目前的电化学氧化及电催化氧化技术（CN 105329988 A，CN 104030415 B）只能够间歇式检测实现废水处理前后的水样是否达标。由于废水处理过程中产生的气体较少，难以通过常规方法收集产生的气体，因此无法评判生成的气体是否有害，是否造成二次污染。同时，目前还没有统一的电催化剂的活性评价装置和方法，无法在一个平台上评价催化剂的性能。因此，有必要设计和开发一种方法来克服当前电催化剂活性评价中存在的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法。
一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法，包括以下步骤：
A步骤，废水的进出，废水从电解槽的一侧的底端进入，经电催化氧化后，从另一侧的顶端自然流出。
B 步骤,化剂（电极）放置，若是粉状电催化剂需预先压制或附着在电极板上；若非粉状电催化剂，则可直接把电催化剂当作电极使用。电催化电极（1）根据电极的性质（做阴、阳级）放置到电解槽的两端，电极间距离根据电解槽的大小而定。
C 步骤,水处理前后的色度分析及COD分析，电解槽的废水进出口处安装微流管，再把微流管与紫外可见分光光度计（9）的微量样品池连接，测试进出口水样的色度及COD，并与标准品进行对比，得出废水处理前后的色度值及COD。
D 步骤,水处理前后的水溶性物质分析，解槽的废水进出口处安装痕流管，再把痕流管与液质联用仪（10）、气质联用仪（12）的六通阀连接，测试进出口水样的物质，分析物质的组成、结构及其含量，确定废水中污染物的降解程度。
E 步骤,的收集与分析，先电解槽气体进口端接入He等惰性气体，出口端接入气质联用仪（12）等各种气体分析仪器。在电催化电极（1）活性评价时，旋开He气瓶阀门，让He通过电解槽，把产生的气体带出电解槽并送入气质联用仪（12）等气体分析仪器中，设定各种可能气体的分析测试条件，实时测试所产生的气体，并由此评价催化剂的活性等。
在电催化电极（1）活性测试过程中，通过测试各种数据，分析处理前后的COD、氨氮、色度是否达到标准以及达到标准情况下的运行时间等综合因素来确定电催化电极（1）的活性。
采用本发明技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法，在实现废水的连续进样时可实现废水处理过程水和气体的实时、在线监控。整个装置集成化程度高、效率高。同时可在同一平台上评价各种电催化电极（1）的催化效率及寿命。
附图说明
图1是未改进的单纯电解槽；
图2是改进后的电解槽及测试设备；
图3是采用改进后的设备采样评价的示意图。
图中：A—单纯电解槽槽体、B—抽拉式隔板电解槽槽体、1—电催化电极、2—进气口、3—出气口、4—隔板、5—离子膜、6—进水口、7—出水口、8—载气、9—紫外可见分光光度计、10—液质联用仪、11—离子色谱仪、12—气质联用仪、13—NOx检测仪。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例一：
一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价由以下步骤获得：
A：安装电解槽中离子膜（5）、抽拉式隔板（4）。
B：将气体进口接入He钢瓶，出口接入气质联用仪（12）；
C：废水可根据电解量用相应大小的管道连接并控制其流量，废水从进口通入实现“下进上出”，液面逐渐淹没抽拉式隔板（4）下半部分。隔板（4）上半部分大部分为有机玻璃，一侧为开孔，两相邻隔板（4）反向安装后形成蛇形开孔；
D：废水的进出口连接紫外可见分光光度计（9），生成的少量气体在惰性载气（8）推动下经蛇形开孔流入气质联用仪（12），通过控制气质联用仪（12）上的六通阀进样测定；
E：若用于电催化处理某电解锰废水的电催化剂的活性评价，则进水氨氮1000mg/L，废水进出量为10mL/min，工作电压2.5V，出水以废水、废气达标排放为基准，评价商业化的Ti-Pt合金电极、Cu-Ti合金电极以及合成的Ti-SiOx-Pt电催化剂。测试结果如下：
采用该方法，可以快速评价出Ti-SiOx-Pt的催化活性优于商用Ti-Pt和Cu-Ti，更适合用于氨氮废水的处理。
实施例二：
一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价由以下步骤获得：
A：安装电解槽中离子膜（5）、抽拉式隔板（4）。将气体进口接入He钢瓶，出口接入气质联用仪（12）。废水从进口通入实现“下进上出”，液面逐渐淹没抽拉式隔板（4）下半部分。隔板（4）上半部分大部分为有机玻璃，一侧为开孔，两相邻隔板（4）反向安装后形成蛇形开孔。废水的进出口连接紫外可见分光光度计（9），生成的少量气体在惰性载气（8）推动下经蛇形开孔流入气质联用仪（12），通过控制气质联用仪（12）上的六通阀进样测定。例如：用Pt/C电极电催化处理某制药废水、垃圾渗滤液及焦化废水的效果评价，工作电压2.0V，以废水、废气达标排放为基准，确定处理时长。评价结果如下：
采用该方法，可以快速评价出Pt/C电极处理上述废水的最佳时间及效果，利于该电极的工业应用，降低建设和使用成本。
实施例3：安装电解槽中离子膜（5）、抽拉式隔板（4）1、2、3、4（1、3方向相同）。将气体进口接入He钢瓶，出口接入气质联用仪（12）。废水从进口通入实现“下进上出”，液面逐渐淹没抽拉式隔板（4）下半部分。隔板（4）上半部分大部分为有机玻璃，一侧为开孔，两相邻隔板（4）反向安装后形成蛇形开孔。废水的进出口连接紫外可见分光光度计（9），生成的少量气体在惰性载气（8）推动下经蛇形开孔流入气质联用仪（12），通过控制气质联用仪（12）上的六通阀进样测定。例如某焦化废水二沉池出水，进水COD400 mg/L，氨氮100 mg/L，进出水流速为20mL/min,用Ti- Pt/C做电催化电极，持续电解100h，出水COD低于100mg/L，出水氨氮低于30mg/L，达到国家工业废水排放标准。生成气体为N2和CO2，达到气体排放标准。采用该方法评价结果表面， Ti- Pt/C电极可用于焦化废水处理。
实施例4：安装电解槽中离子膜（5）、抽拉式隔板（4）。将气体进口接入He钢瓶，出口接入气质联用仪（12）。废水从进口通入实现“下进上出”，液面逐渐淹没抽拉式隔板（4）下半部分。隔板（4）上半部分大部分为有机玻璃，一侧为开孔，两相邻隔板（4）反向安装后形成蛇形开孔。生成的少量气体在惰性载气（8）推动下经蛇形开孔流入气质联用仪（12），通过控制气质联用仪（12）上的六通阀进样测定。例如某垃圾渗滤液，进水COD 3000mg/L，氨氮100mg/L，铂网做电极，电解120min，出水COD低于100mg/L，出水氨氮低于30mg/L，达到国家工业废水排放标准。生成气体为N2和CO2，达到气体排放标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法，其特征是：采用抽拉式隔板电解槽作为处理废水的电催化电极的活性评价装置；所述抽拉式隔板电解槽由槽体（A）、离子膜（5）、可抽拉式隔板（4）、进水口（6）、出水口（7）、进气口（2）、出气口（3）组成；将紫外可见分光光度计（9）、液质联用仪（10）和离子色谱仪（11）与电解槽的进水口（6）和出水口（7）相连接；将气质联用仪（12）和NOx检测仪（13）与出气口（3）连接，通过测试废水处理前后的各项指标来作为催化剂活性的综合评价。
2.根据权利要求1所述的一种电催化氧化处理废水的催化剂活性的评价方法的工艺步骤如下：
A步骤，废水的进出，废水从电解槽的一侧的底端按照既定流速（既定流速根据测试要求而定）进入，经电催化氧化后，从另一侧的顶端自然流出；
B 步骤，电催化电极（1）放置，电催化电极（1）根据电极的性质（做阴、阳级）放置到电解槽的两端，电极间距离与电解槽的大小相匹配；
C 步骤，废水处理前后的色度分析及COD分析，在电解槽的废水进出口处安装微流管，再把微流管与紫外可见分光光度计（9）的微量样品池连接，测试进出口水样的色度及COD，并与标准品进行对比，得出废水处理前后的色度值及COD；
D 步骤，废水处理前后的水溶性物质分析，在电解槽的废水进出口处安装痕流管，再把痕流管与液质联用仪（10）、气质联用仪（12）的六通阀连接，测试进水口（6）、出水口（7）水样的物质，分析物质的组成、结构及其含量，确定废水中污染物的降解程度；
E 步骤，气体的收集与分析，首先电解槽气体进口端接入He等惰性气体，出口端接入气质联用仪（12）等各种气体分析仪器；在电催化电极（1）活性评价时，旋开He气瓶阀门，让He通过电解槽，把产生的气体带出电解槽并送入气质联用仪（12）等气体分析仪器中，设定各种可能气体的分析测试条件，实时测试所产生的气体，并由此评价催化剂的活性等；
在电催化电极（1）活性测试过程中，通过测试各种数据，分析处理前后的COD、氨氮、色度是否达到标准以及达到标准情况下的运行时间等综合因素来确定电催化电极（1）的活性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108760817A (zh) * 2018-04-16 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种电场抑制碳氢燃料管内热解结焦的在线检测试验装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827964A (en) * 1970-11-26 1974-08-06 K Okubo Apparatus for removal of contaminants from wastes
JP2001300538A (ja) * 2000-04-27 2001-10-30 Fujikasui Engineering Co Ltd アンモニウム塩又はアンモニアを含む排水の分解処理方法
US20020134687A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Permelec Electrode Ltd., And Katayama Chemical, Inc. Electrolytic cell and process for the production of hydrogen peroxide solution and hypochlorous acid
CN1628079A (zh) * 2002-02-04 2005-06-15 三洋电机株式会社 水处理装置
CN203768081U (zh) * 2014-04-03 2014-08-13 长沙理工大学 一种用于难降解有机废水连续处理的三维电极智能装置
CN204508906U (zh) * 2015-01-13 2015-07-29 重庆工业职业技术学院 高浓度碱性有机废水超声催化处理装置
CN105692811A (zh) * 2016-04-24 2016-06-22 重庆工业职业技术学院 一种用于废水处理的抽拉式隔板电解槽

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827964A (en) * 1970-11-26 1974-08-06 K Okubo Apparatus for removal of contaminants from wastes
JP2001300538A (ja) * 2000-04-27 2001-10-30 Fujikasui Engineering Co Ltd アンモニウム塩又はアンモニアを含む排水の分解処理方法
US20020134687A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Permelec Electrode Ltd., And Katayama Chemical, Inc. Electrolytic cell and process for the production of hydrogen peroxide solution and hypochlorous acid
CN1628079A (zh) * 2002-02-04 2005-06-15 三洋电机株式会社 水处理装置
CN203768081U (zh) * 2014-04-03 2014-08-13 长沙理工大学 一种用于难降解有机废水连续处理的三维电极智能装置
CN204508906U (zh) * 2015-01-13 2015-07-29 重庆工业职业技术学院 高浓度碱性有机废水超声催化处理装置
CN105692811A (zh) * 2016-04-24 2016-06-22 重庆工业职业技术学院 一种用于废水处理的抽拉式隔板电解槽

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴明珠 等: "气相色谱及其联用技术在有机催化中的应用进展", 《宁夏农林科技》 *
胡德声 等: "碱性有机废水催化降解研究进展", 《水处理技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108760817A (zh) * 2018-04-16 2018-11-06 哈尔滨工业大学 一种电场抑制碳氢燃料管内热解结焦的在线检测试验装置

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