CN112093859A - 一种电氧化耦合的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电氧化耦合的方法，包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30%。本发明的有益效果是，BDD的氧化能力强，既可以降解大分子有机物，也可以降解小分子有机物，同时可以降解很多稳定的化合键，而辅助系统主要降解小分子有机物，耦合系统的主要目的是保证降解深度的前提下，尽量减少对BDD系统的依赖，降低项目投资成本，并且也能够达到降解水污染的作用。
Description
技术领域
本发明涉及环保污水氧化处理技术领域，特别是一种电氧化耦合的方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的迅速发展，水污染状况已经越来越严重。工业废水的排放量也在逐渐增大，且大量的废水存在有机物含量高、色度深、可生化性差、难降解的特点，即使经过物化和生化等多种方法进行处理后仍不能达标排放；近年来，高级氧化法由于具有氧化能力强和无二次污染等特点，被认为是处理水中难降解有机物最有应用前景的方法；常用的高级氧化法有臭氧氧化法、电解法、光催化氧化法、Fenton试剂法及其联合工艺等；其中，尤以电解法和臭氧氧化法因其良好的可操控性以及与环境有着较好的兼容性而受到人们的青睐，相比芬顿，电氧化仅靠电作为能源，没有二次污染，是一种清洁且稳定的方法；相比臭氧，电氧化的氧化深度要好很多，电氧化对污染物指数COD的降解率超过50％，而臭氧只有10-20％。但电氧化也有缺点，主要是设备投资过高，能耗过高，其中电氧化中比较耗资的是阳极材料，阳极电极有四类，掺硼金刚石(BDD)，石墨烯，不溶性阳极(DSA)，碳钢或石墨；BDD是公认的电氧化领域最好的电极，其稳定性好，电极寿命长，污染物降解率接近100％，DSA电极是目前比较流行的电极，电极的基材为钛，涂层有氧化钌氧化铱、氧化铱氧化钽、二氧化铅三种，电极的制造成本中寿命比石墨长，比石墨烯短，石墨和碳钢电极属于可溶解性电极，寿命短，但其制造成本低，使用者可以承担更换电极的成本，石墨烯电极是一种新型的电极，涂层为石墨烯，造价比DSA高，但其电流密度是DSA电极的三到四倍，对于同一个电氧化系统，其使用量低。
鉴于上述情况，有必要对现有的水处理方式加以改进，制造出一种成本较低的电氧化耦合方法，使其能够适应现在对污水处理的需要。
发明内容
本发明是基于现有技术进行电氧化耦合的方法，其能够进一步降低企业成本，但是能够达到我们使用的目的，具体为一种电氧化耦合的方法。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种电氧化耦合的方法，包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％。
对本方案的进一步补充，辅助电氧化系统是DSA、石墨烯和石墨中任意一种，优选选择使用石墨烯电极，因石墨烯电极的电氧化效果可达到BDD的80％以上，这样耦合系统中，BDD的投入量可以更少；其次为石墨电极，因石墨电极成本便宜，只有DSA电极的20％，石墨电极与BDD耦合后，系统的投资低。
对本方案的进一步补充，BDD电极的使用量不超过20％，进一步优选为5％-10％。
对本方案的进一步补充，BDD电极的工艺条件为电流密度500-1000A/m2。
对本方案的进一步补充，石墨烯电极的工艺条件为电流密度300-1000A/m2。
对本方案的进一步补充，石墨电极的工艺条件为电流密度30-100A/m2。
对本方案的进一步补充，DSA电极的工艺条件为电流密度100-200A/m2。
其有益效果在于，BDD的氧化能力强，既可以降解大分子有机物，也可以降解小分子有机物，同时可以降解很多稳定的化合键，如磷氧碳键(阻燃剂的主要成分)、亚砜碱等，而辅助系统主要降解小分子有机物，污水中一般同时含有多种污染物，耦合系统的主要目的是保证降解深度的前提下，尽量减少对BDD系统的以来，降低企业投资成本，并且也能够达到降解水污染的作用；降解效果好，便于人们进行使用。
附图说明
图1是本发明第一实施例的工作状态示意图；
图2是本发明第二实施例的工作状态示意图；
图3是本发明第三实施例的工作状态示意图。
具体实施方式
为了对污水进行更好地处理，本发明设计了一种电氧化耦合方法，其中耦合是指两种或两种以上不同电极的电氧化系统共同运行，为了保证一个项目的污染物降解深度，其中一个电氧化系统必须是BDD，但BDD是制造成本很高的电极，如果一个污水处理系统只用BDD电极，投资将是极高的，耦合的目的是降低污水处理系统的投资；并且污水中的污染物有多种，有一类只有BDD才能降解，另一类可以被其他电极降解，因此没必要全部用BDD来降解所有污染物，另外，对于只有BDD才能降级的污染物，经过BDD部分程度降解后，变成多个小分子污染物，这些小分子污染物可以被其他电极降解，这样可以用其他便宜的电极配合BDD来完成降解任务，便于人们进行使用。
为了便于本领域技术人员对本技术方案更加清楚，下面将结合实施例1-4详细阐述本发明的技术方案；
实施例1
本发明包括包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％，优选其使用量不超过20％，最佳选择是5％-10％，辅助电氧化系统优选采用石墨烯电极，因石墨烯电极的电氧化效果可达到BDD电极的80％以上，这样耦合系统中，BDD电极的投入量可以更少；其次为石墨电极，因石墨电极成本便宜，只有DSA电极的20％，石墨电极与BDD电极耦合后，系统的投资低。
工作原理：采用并联法，将BDD电极与辅助电氧化系统一起放入至污水中，同时对污水进行处理，BDD电极与辅助电氧化系统相互促进，BDD电极将污水中的大分子降解成小分子后，辅助系统可以降解这些小分子，小分子被辅助系统降解后，BDD电极就可以主要降解大分子，这种耦合系统提高了BDD电极对于大分子有机物或难降解有机物的降解比例，降低了BDD电极对于小分子有机物的降解比例。
实施例2
本发明包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％，优选其使用量不超过20％，最佳选择是5％-10％，辅助电氧化系统优选采用石墨烯电极，因石墨烯电极的电氧化效果可达到BDD电极的80％以上，这样耦合系统中，BDD电极的投入量可以更少；其次为石墨电极，因石墨电极成本便宜，只有DSA电极的20％，石墨电极与BDD电极耦合后，系统的投资低。
工作原理：先将BDD电极通入至污水中，然后将辅助电氧化系统通入至污水中，污水中的主要污染物是大分子有机物以及难降解的小分子，这种情况下，需要先BDD电极电氧化，后续串联辅助系统，BDD电极先预处理后，大幅的提高了污水中污染物的可降解性，后续的辅助系统发挥作用；本实施例比较适用于农药污水。
实施例3
本发明包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％，优选其使用量不超过20％，最佳选择是5％-10％，辅助电氧化系统优选采用石墨烯电极，因石墨烯电极的电氧化效果可达到BDD电极的80％以上，这样耦合系统中，BDD电极的投入量可以更少；其次为石墨电极，因石墨电极成本便宜，只有DSA电极的20％，石墨电极与BDD电极耦合后，系统的投资低。
工作原理：先将辅助电氧化系统通入至污水中，接着将BDD电极通入至污水中，本实施例主要是针对一些生化后污水的深度处理，这些污水中可先被辅助电氧化系统降解的污染物占大多数，所以先用辅助电氧化系统把这些污染物降解，再串联BDD电极，BDD电极作为最后的污水降解，保障污染物能够被进一步降解。
实施例4
本发明包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％，优选其使用量不超过20％，最佳选择是5％-10％，辅助电氧化系统优选采用石墨烯电极，因石墨烯电极的电氧化效果可达到BDD电极的80％以上，这样耦合系统中，BDD电极的投入量可以更少；其次为石墨电极，因石墨电极成本便宜，只有DSA电极的20％，石墨电极与BDD电极耦合后，系统的投资低。
工作原理:先将辅助电氧化系统通入至污水中，接着串联BDD电极，最后串联辅助电氧化系统，本实施例主要是针对一些生化后污水的深度处理，这些污水中可先被辅助电氧化系统降解的污染物占大多数，所以先用辅助电氧化系统把这些污染物降解，再串联BDD电极，BDD电极进一步对污水中的大分子有机物进行降解，保障污染物能够被进一步降解；最后再用辅助电氧化系统对污水进行再一步地处理，保障对污水的全部降解。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电氧化耦合的方法，其特征在于，包括BDD电极和辅助电氧化系统，两者配合对污水进行处理，其中BDD电极的使用量不超过30％。
2.根据权利要求1所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，辅助电氧化系统是DSA、石墨烯和石墨中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，BDD电极的使用量不超过20％。
4.根据权利要求2所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，BDD电极的工艺条件为电流密度500-1000A/m2。
5.根据权利要求2所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，石墨烯电极的工艺条件为电流密度300-1000A/m2。
6.根据权利要求2所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，石墨电极的工艺条件为电流密度30-100A/m2。
7.根据权利要求2所述的一种电氧化耦合的方法，其特征在于，DSA电极的工艺条件为电流密度100-200A/m2。
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