CN113003802A - 基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置及方法。该净水装置包括电解池、供铁池以及絮凝池。电解池包括储水室、供电件、阳极、氧还原阴极以及隔膜；隔膜位于储水室内以用于将储水室分为阳极室和阴极室，阳极位于阳极室，空气阴极位于阴极室，供电件与阳极和氧还原阴极电性连接。阴极室内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－，阳极室内发生的反应包括2H₂O‑4e^－→O₂+4H⁺。供铁池的进料口和出料口分别与阳极室和絮凝池连接，阳极室的出水通过供铁池之后进入絮凝池；阴极室与絮凝池连接，阴极室的出水进入絮凝池。使用上述净水装置净水时，不需要添加有机药剂，且能够有效提高净水效果。

Description

基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置及方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是涉及一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置及方法。

背景技术

随着工业化的发展，水污染问题日益严峻。水污染会给人体健康带来严重的不良影响。在水处理过程中，不溶性污染物往往处理较为简单，通过过滤的方式就能够取得较好的处理效果。但是，溶于水的污染物，比如金属元素、类金属元素、有机物等，往往较难除去，并且这些污染物往往具有一定的毒性，会增加人体器官发生病变的风险。因此，对水进行净化具有重要意义。传统的净化方法通常会使用到较多的有机药剂，尽管对水的净化具有一定的效果，但是有机药剂的引入可能会导致二次污染，导致水净化效果欠佳。

发明内容

基于此，有必要提供一种不添加有机药剂、且能够有效提高净水效果的基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置及方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置，包括电解池、供铁池以及絮凝池；

所述电解池包括储水室、供电件、阳极、氧还原阴极以及隔膜；所述隔膜位于所述储水室内以用于将所述储水室分为阳极室和阴极室，所述阳极位于所述阳极室，所述氧还原阴极位于所述阴极室，所述供电件与所述阳极和所述氧还原阴极电性连接；所述阴极室内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－，所述阳极室内发生的反应包括2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺；

所述供铁池的进料口和出料口分别与所述阳极室和所述絮凝池连接，所述阳极室的出水通过所述供铁池之后进入所述絮凝池；所述阴极室与所述絮凝池连接，所述阴极室的出水进入所述絮凝池。

在其中一个实施例中，所述氧还原阴极为空气阴极，所述空气阴极作为所述阴极室的侧壁的一部分或者作为所述阴极室的整体侧壁。

在其中一个实施例中，所述空气阴极包括集流体和碳催化层，所述碳催化层位于所述集流体的一个表面；所述碳催化层朝向所述阴极室的外部或者所述碳催化层朝向所述阴极室的内部。

在其中一个实施例中，所述集流体为钛网集流体。

在其中一个实施例中，所述阳极为铱钽钛阳极；和/或，

所述隔膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜。

在其中一个实施例中，所述净水装置还包括过滤池；所述过滤池的进料口与所述絮凝池的出料口连接，所述絮凝池转出的物料进入所述过滤池。

一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水方法，采用如上述任一实施例中所述的净水装置，所述净水方法包括如下步骤：

在所述阳极室和所述阴极室内分别加入待净化的水，通过所述供电件对所述阳极和所述氧还原阴极供电；

将所述阴极室的出水转运至所述絮凝池，将所述阳极室的出水转运至所述供铁池之后再转运至所述絮凝池。

在其中一个实施例中，所述阳极室和所述阴极室的进水速度相同，所述阳极室和所述阴极室的出水速度相同。

在其中一个实施例中，所述阳极室和所述阴极室的进水速度为1mL/min～20mL/min；和/或，

所述阳极室和所述阴极室的出水速度为1mL/min～20mL/min。

在其中一个实施例中，所述供电件供电的电流密度为0.4mA/cm²～3.5mA/cm²。

上述基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置包括电解池、供铁池以及絮凝池。电解池包括储水室、供电件、阳极、氧还原阴极以及隔膜；隔膜位于储水室内以用于将储水室分为阳极室和阴极室，阳极位于阳极室，氧还原阴极位于阴极室，供电件与阳极和氧还原阴极电性连接。阴极室内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－，阳极室内发生的反应包括2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺。供铁池的进料口和出料口分别与阳极室和絮凝池连接，阳极室的出水通过供铁池之后进入絮凝池；阴极室与絮凝池连接，阴极室的出水进入絮凝池。使用上述净水装置对水体进行净化时，阴极室的出水进入絮凝池，阳极室的出水通过供铁池后进入絮凝池，此时，进入絮凝池的水中含有一定量的过氧化氢且二价铁离子浓度较高，在絮凝池内发生类芬顿反应，实现水体内污染物的高效氧化，铁离子经水解形成的铁氢氧化物絮状体对污染物具有良好的吸附作用，能够有效提高污染物的去除率。使用上述净水装置对水体进行净化时，不需要添加有机药剂，不会导致二次污染，且能够有效提高水体的净化效果。

上述基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水方法采用上述净水装置，包括如下步骤：在阳极室和阴极室内分别加入待净化的水，通过供电件对阳极和氧还原阴极供电；将阴极室的出水转运至絮凝池，将阳极室的出水转运至供铁池之后再转运至絮凝池。使用上述净水方法时，不需要添加有机药剂，不会导致二次污染，且能够有效提高水体的净化效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中电解池的结构示意图；

图2为包括图1对应的电解池的基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置的结构示意图；

图3为图2对应的基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置中絮凝池内发生的化学反应的示意图；

图4为实施例1～3中处理之后水体中的砷浓度的示意图；

图5为实施例4～5中处理之后水体中的砷浓度的示意图。

图中标记说明：

100、电解池；101、供电件；102、阳极；103、空气阴极；104、隔膜；105、阳极室；106、阴极室；200、基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置；201、供铁池；202、絮凝池；203、过滤池。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本发明一实施例提供了一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置200。该净水装置包括电解池100、供铁池201以及絮凝池202。电解池100包括储水室、供电件101、阳极102、氧还原阴极以及隔膜104；隔膜104位于储水室内以用于将储水室分为阳极室105和阴极室106，阳极102位于阳极室105，氧还原阴极位于阴极室106，供电件101与阳极102和阴极电性连接。阴极室106内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－，阳极室105内发生的反应包括2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺。供铁池201的进料口和出料口分别与阳极室105和絮凝池202连接，阳极室105的出水通过供铁池201之后进入絮凝池202；阴极室106与絮凝池202连接，阴极室106的出水进入絮凝池202。

使用本实施例中的净水装置时，阴极室106的出水进入絮凝池202，阳极室105的出水通过供铁池201后进入絮凝池202，此时，进入絮凝池202的水中含有一定量的过氧化氢且二价铁离子浓度较高，在絮凝池202内发生类芬顿反应，实现水体内污染物的高效氧化，铁离子经水解形成的铁氢氧化物絮状体对污染物具有良好的吸附作用，能够有效提高污染物的去除率。使用上述净水装置对水体进行净化时，不需要添加有机药剂，不会导致二次污染，且能够有效提高水体的净化效果。

具体地，净水装置的使用过程中，阴极室106内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－。或者，阴极室106内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－和O₂+2H₂O+4e^－→4OH^－。在阴极室106内产生过氧化氢可以与絮凝池202中的二价铁离子发生反应，激发羟基自由基(·OH)的生成，增强对污染物的氧化效果。同时，阴极室106的出水具有较高的pH值，能够进一步促进铁离子水解形成铁氢氧化物絮状体以对污染物进行吸附去除，提高砷的去除率。

在一个具体的示例中，阴极室106内发生的反应为O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－。或者，阴极室106内发生的反应为O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－和O₂+2H₂O+4e^－→4OH^－。

净水装置的使用过程中，阳极室105内发生的反应包括2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺。随着反应的进行，阳极室105内溶液的pH值下降，同时产生一定量的氧气。将阳极室105的出水通入供铁池201，在供铁池201内与铁介质反应而得到较高浓度的二价铁离子，使得供铁池201的出水具有较高浓度的二价铁离子。这样可以促进絮凝池202内反应的进行，使更多的污染物得以被氧化和被吸附，进一步提高污染物的去除率。在一个具体的示例中，阳极室105内发生的反应为2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺。

在一个具体的示例中，基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置200适用于含砷水体的净化。砷是一种在自然界分布较为广泛的类金属元素，其具有一定的毒性，会增加人体器官，例如皮肤、肺、膀胱、肝脏以及肾脏等罹患癌症的风险，被国际癌症研究机构(IARC)认定为一类致癌物。目前，高砷地下水广泛存在于全球众多国家和地区，长期使用高砷地下水会存在较大的健康风险。使用该净水装置200对含砷水体进行净化时，阴极室106的出水进入絮凝池202，阳极室105的出水通过供铁池201后进入絮凝池202，此时，进入絮凝池202的水中含有一定量的过氧化氢且二价铁离子浓度较高，在絮凝池202内发生类芬顿反应，铁离子经水解形成的铁氢氧化物絮状体对砷具有良好的吸附作用，能够有效提高砷的去除率。同时，在此过程中，三价砷被氧化为五价砷，大幅降低了砷的毒性，这样可以进一步降低含砷水体的毒性。当采用本示例中的处理装置对含砷地下水进行处理之后，能够将水中砷含量降至10μg/L，满足GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》的标准。同时，本实施例中含砷水体处理装置200结构较为简单，制造成本较低，可以很好地满足农村地区小型集中式供水或分散式供水用户对砷处理的需求。

请参阅图3，图3中示出了在净化含砷水体时絮凝池202内发生的化学反应的示意图。在絮凝池202内发生的反应包括：

H₂O₂+Fe²⁺+H⁺→Fe³⁺+·OH+H₂O；

H₂O₂+Fe²⁺→Fe(IV)+H₂O；

As(III)+·OH→As(V)+H₂O；

As(III)+Fe(IV)→As(V)+Fe³⁺。

在絮凝池202内，阴极室106的出水以及供铁池201的出水混合反应。双氧水和氧气均能够与二价铁离子反应，激发羟基自由基(·OH)的生成。增强三价砷的氧化效果。同时，铁氢氧化物絮状体对砷具有良好的吸附效果，可以进一步提高砷的去除率。

优选地，净水装置200还包括搅拌机构(图中未示出)；搅拌机构设于絮凝池202以用于对絮凝池202内的物料进行搅拌。通过搅拌可以进一步促进絮凝池202内各物料之间的反应，进一步提高污染物的氧化去除率。可以理解的是，搅拌机构可以是但不限定于磁力搅拌和机械搅拌。

可以理解的是，净水装置200还包括过滤池203；过滤池203的进料口与絮凝池202的出料口连接，絮凝池202转出的物料进入过滤池203。通过过滤池203的设置，可以对絮凝池202的出料进行过滤，尤其是对絮凝池202内的絮凝体、絮凝状沉淀进行过滤，实现絮凝池202内物料的固液分离。经过过滤池203过滤之后，清液内的污染物含量大幅降低。可选地，过滤池203为砂滤池。

作为一个优选的方案，氧还原阴极为空气阴极103，空气阴极103作为阴极室106的侧壁的一部分或者作为阴极室106的整体侧壁。此时，空气阴极103能够利用空气中的氧气参与到水的电解过程，可以使净水装置得到很好地简化，降低处理装置的制造成本。

进一步地，空气阴极103包括集流体和碳催化层，碳催化层位于集流体的一个表面；碳催化层朝向阴极室106的外部或者碳催化层朝向阴极室106的内部。优选地，碳催化层朝向阴极室106的外部，即在空气阴极103的安装过程中，将碳催化层朝向阴极室106的外部，使碳催化层与空气接触，没有碳催化层的集流体的表面朝向阴极室106的内部，使集流体与阴极室106内的水接触。

优选地，集流体为钛网。进一步优选地，钛网的目数为50目～100目。更进一步优选地，钛网的目数为60目。

更进一步地，阳极102为铱钽钛阳极。更进一步地，隔膜104为阳离子交换膜或阴离子交换膜。隔膜104更优选为阳离子交换膜。

在一个具体的示例中，供铁池201内的供铁介质为铁颗粒、磁铁矿颗粒以及菱铁矿颗粒中的至少一种。优选地，供铁池201内的供铁介质为铁颗粒。

作为空气阴极103的一种制备方法，空气阴极103的制备方法包括如下步骤：

将炭黑、活性炭以1:(0.8～1.5)的质量比进行混合，得到混合碳材料；将混合碳材料与粘结剂溶液混合，得到涂布材料；将涂布材料涂布在集流体的一个表面，得到碳催化层。

可以理解的是，在制备空气阴极103时，炭黑、活性炭的质量比可以是但不限定于1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5。优选地，炭黑、活性炭的质量比1:1，此时可以达到过氧化氢产量及电子传输的更优平衡。

优选地，粘结剂溶液中粘结剂的浓度为70mg/L～90mg/L。比如，粘结剂溶液中粘结剂的浓度可以是但不限定为70mg/L、75mg/L、80mg/L、85mg/L或90mg/L等。进一步优选地，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，粘结剂溶液的溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)。

具体地，粘结剂溶液的制备方法包括如下步骤：将粘结剂在溶剂中完全溶解。更具体地，在室温下，将粘结剂加入溶剂中搅拌溶解。可选地，搅拌时间为7h～8h。

在一个具体的示例中，将涂布材料涂布在集流体的一个表面时，控制涂布的时间为3min～5min。比如，控制涂布时间可以是但不限定为3min、3.5min、4min、4.5min或5min等。

可以理解的是，将涂布材料涂布在集流体的一个表面之前还包括如下步骤：对集流体依次进行清洗、干燥处理。通过清洗、干燥处理，除去集流体表面的脏污，提高空气阴极103的性能。具体地，清洗为超声清洗，清洗时间为10min～20min。超声清洗的清洗介质为超纯水。可选地，清洗时间可以是但不限定为10min、12min、15min、18min或20min。具体地，干燥处理为风干5h-8h。比如，干燥处理的时间可以是但不限定为5h、6h、7h或8h。

在一个优选的方案中，将涂布材料涂布在集流体的一个表面之后还包括如下步骤：将空气阴极103涂布有涂布材料的一面与超纯水接触并静置10min～20min，然后进行干燥处理，得到碳催化层。可选地，将空气阴极103涂布有涂布材料的一面与超纯水接触并静置的时间为10min、12min、15min、18min或20min。

作为空气阴极103的另一种制备方法，空气阴极103的制备方法包括如下步骤：

将炭黑在550℃～650℃下煅烧50min～70min，得到碳材料；将碳材料与粘结剂溶液混合，得到涂布材料；将涂布材料涂布在集流体的一个表面，得到碳催化层。优选地，粘结剂溶液中粘结剂的浓度为110mg/L～130mg/L。比如，粘结剂溶液中粘结剂的浓度可以是但不限定为110mg/L、115mg/L、120mg/L、125mg/L或130mg/L等。进一步优选地，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，粘结剂溶液的溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)。可以理解的是，粘结剂溶液的制备、涂布方法等与上一空气阴极103的制备方法中相同。

具体地，煅烧之前，以5℃/min～8℃/min的升温速度将温度升高至550℃～650℃。可选地，升温速度可以是但不限定为5℃/min、5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min、7℃/min、7.5℃/min或8℃/min。煅烧温度可以是但不限定为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或650℃。煅烧时间可选为50min、52min、55min、58min、60min、62min、65min、68min或70min。更具体地，将炭黑放置于马弗炉中，以5℃/min～8℃/min的升温速度将温度升高至550℃～650℃，然后在550℃～650℃温度下煅烧50min～70min。优选地，升温速度为5℃/min，煅烧温度为600℃，煅烧时间为60min。

本发明还有一实施例提供了一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水方法。该净水方法采用上述净水装置200，净水方法包括如下步骤：

在阳极室105和阴极室106内分别加入待净化的水，通过供电件101对阳极102和氧还原阴极供电；

将阴极室106的出水转运至絮凝池202，将阳极室105的出水转运至供铁池201之后再转运至絮凝池202。

采用本实施例中净水方法时，进入絮凝池202的水中含有一定量的过氧化氢且二价铁离子浓度较高，在絮凝池202内发生类芬顿反应，铁离子经氧化水解形成的铁氢氧化物絮状体对污染物具有良好的吸附作用，能够有效提高污染物的去除率。

优选地，阳极室105和阴极室106的进水速度相同，阳极室105和阴极室106的出水速度相同。此时，可以使过氧化氢产量及电子传递达到更好地平衡，有利于提高净水效果。

进一步优选地，阳极室105和阴极室106的进水速度为1mL/min～20mL/min；和/或，阳极室105和阴极室106的出水速度为1mL/min～20mL/min。比如，进水速度可选为1mL/min、1.5mL/min、1.8mL/min、2mL/min、2.5mL/min、2.8mL/min、3mL/min、5mL/min、8mL/min、10mL/min、15mL/min、18mL/min或20mL/min。出水速度可选为1mL/min、1.5mL/min、1.8mL/min、2mL/min、2.5mL/min、2.8mL/min、3mL/min、5mL/min、8mL/min、10mL/min、15mL/min、18mL/min或20mL/min。

进一步优选地，进水速度与出水速度相同。即阳极室105和阴极室106的进水速度和出水速度均相同。

在一个具体的示例中，供电件101供电的电流密度为0.4mA/cm²～3.5mA/cm²。可以理解的是，供电件101供电的电流密度可以是但不限于0.4mA/cm²、0.6mA/cm²、0.8mA/cm²、1mA/cm²、1.2mA/cm²、1.6mA/cm²、2mA/cm²、2.5mA/cm²、3mA/cm²、3.2mA/cm²或3.5mA/cm²。

可以理解的是，可以根据实际待净化的水的量，选择电流密度、阳极大小、空气阴极大小来缩短净化时间，提高净化效率。

以下为具体实施例。

实施例1

本实施例中采用图2所示的处理装置对含砷水体进行净化。净化之前，待净化的含砷水体中砷的含量为：500μg/L。阳极为铱钽钛阳极。隔膜为阳离子交换膜。供铁池内的供铁介质为铁颗粒。空气阴极作为阴极室的侧壁的一部分。

空气阴极的制备方法为：

S101：将60目的钛网在超纯水中超声清洗15min，然后干燥。干燥之后的钛网作为集流体。

S102：将聚偏氟乙烯加入二甲基乙酰胺中搅拌至完全溶解，得到粘结剂溶液。

S103：将炭黑、活性炭以1:1的质量比进行混合，得到混合碳材料。

S104：将混合碳材料与粘结剂溶液混合，得到涂布材料。

S105：将涂布材料涂布在集流体的一个表面。涂布时间为4min。

S106：将空气阴极涂布有涂布材料的一面与超纯水接触并静置15min，然后在通风橱中风干6h。风干之后得到空气阴极。

含砷水体的净化方法为：

S201：在阳极室和阴极室内分别加入含砷水体50mL，控制阳极室和阴极室的进水速度和出水速度均为1.5mL/min；通过供电件对阳极和空气阴极供电，供电件供电的电流密度1.6mA/cm²。

S202：将阴极室的出水转运至絮凝池，将阳极室的出水转运至供铁池之后再转运至絮凝池。

S203：在絮凝池中，利用磁力搅拌子将混合溶液搅拌均匀，搅拌速度为100rmp。

S204：将絮凝池内的物料转运至过滤池过滤，得到过滤清液。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，供铁池内的供铁介质为菱铁矿。

实施例3

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，供铁池内的供铁介质为磁铁矿。

实施例4

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，含砷水体的净化方法为：

S201：在阳极室和阴极室内分别加入含砷水体50mL，控制阳极室和阴极室的进水速度和出水速度均为1.5mL/min；通过供电件对阳极和空气阴极供电，供电件供电的电流密度3.2mA/cm²。

S202：将阴极室的出水转运至絮凝池，将阳极室的出水转运至供铁池之后再转运至絮凝池。

S203：在絮凝池中，利用磁力搅拌子将混合溶液搅拌均匀，搅拌速度为100rmp。

S204：将絮凝池内的物料转运至过滤池过滤，得到过滤清液。

实施例5

与实施例2相比，本实施例的不同之处在于，含砷水体的净化方法为：

S201：在阳极室和阴极室内分别加入含砷水体50mL，控制阳极室和阴极室的进水速度和出水速度均为1.5mL/min；通过供电件对阳极和空气阴极供电，供电件供电的电流密度3.2mA/cm²。

S202：将阴极室的出水转运至絮凝池，将阳极室的出水转运至供铁池之后再转运至絮凝池。

S203：在絮凝池中，利用磁力搅拌子将混合溶液搅拌均匀，搅拌速度为100rmp。

S204：将絮凝池内的物料转运至过滤池过滤，得到过滤清液。

实施例6

与实施例3相比，本实施例的不同之处在于，含砷水体的净化方法为：

S201：在阳极室和阴极室内分别加入含砷水体50mL，控制阳极室和阴极室的进水速度和出水速度均为1.5mL/min；通过供电件对阳极和空气阴极供电，供电件供电的电流密度3.2mA/cm²。

S202：将阴极室的出水转运至絮凝池，将阳极室的出水转运至供铁池之后再转运至絮凝池。

S203：在絮凝池中，利用磁力搅拌子将混合溶液搅拌均匀，搅拌速度为100rmp。

S204：将絮凝池内的物料转运至过滤池过滤，得到过滤清液。

测试例

分别测试实施例1～6中过滤清液中的砷含量。其中，实施例1～3中过滤清液中砷含量如图4所示，实施例4～6中过滤清液中砷含量如图5所示。图4和图5中As(s)表示固相砷。由图4和图5可知，处理之前的待处理水体相比，实施例1～6中过滤清液中砷含量明显降低。当电流密度相同时，铁颗粒的处理效果最佳。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水装置，其特征在于，包括电解池、供铁池以及絮凝池；

所述电解池包括储水室、供电件、阳极、氧还原阴极以及隔膜；所述隔膜位于所述储水室内以用于将所述储水室分为阳极室和阴极室，所述阳极位于所述阳极室，所述氧还原阴极位于所述阴极室，所述供电件与所述阳极和所述氧还原阴极电性连接；所述阴极室内发生的反应包括O₂+2H₂O+2e^－→H₂O₂+2OH^－，所述阳极室内发生的反应包括2H₂O-4e^－→O₂+4H⁺；

所述供铁池的进料口和出料口分别与所述阳极室和所述絮凝池连接，所述阳极室的出水通过所述供铁池之后进入所述絮凝池；所述阴极室与所述絮凝池连接，所述阴极室的出水进入所述絮凝池。

2.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，所述氧还原阴极为空气阴极，所述空气阴极作为所述阴极室的侧壁的一部分或者作为所述阴极室的整体侧壁。

3.如权利要求2所述的净水装置，其特征在于，所述空气阴极包括集流体和碳催化层，所述碳催化层位于所述集流体的一个表面；所述碳催化层朝向所述阴极室的外部或者所述碳催化层朝向所述阴极室的内部。

4.如权利要求3所述的净水装置，其特征在于，所述集流体为钛网集流体。

5.如权利要求1所述的净水装置，其特征在于，所述阳极为铱钽钛阳极；和/或，

所述隔膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜。

6.如权利要求1～5中任一项所述的净水装置，其特征在于，还包括过滤池；所述过滤池的进料口与所述絮凝池的出料口连接，所述絮凝池转出的物料进入所述过滤池。

7.一种基于电产双氧水协同pH自调节强化铁的净水方法，其特征在于，采用如权利要求1～6中任一项所述的净水装置，所述净水方法包括如下步骤：

在所述阳极室和所述阴极室内分别加入待净化的水，通过所述供电件对所述阳极和所述氧还原阴极供电；

将所述阴极室的出水转运至所述絮凝池，将所述阳极室的出水转运至所述供铁池之后再转运至所述絮凝池。

8.如权利要求7所述的净水方法，其特征在于，所述阳极室和所述阴极室的进水速度相同，所述阳极室和所述阴极室的出水速度相同。

9.如权利要求8所述的净水方法，其特征在于，所述阳极室和所述阴极室的进水速度为1mL/min～20mL/min；和/或，

所述阳极室和所述阴极室的出水速度为1mL/min～20mL/min。

10.如权利要求7所述的净水方法，其特征在于，所述供电件供电的电流密度为0.4mA/cm²～3.5mA/cm²。

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