公布日：2023.06.02
申請日：2023.04.06
分類(lèi)號：C02F1/467(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/34(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法與裝置。所述方法為：將一對工作電極和對照電極置于廢水槽中，采用電聚合將對廢水槽中含有苯類(lèi)化合物的廢水進(jìn)行處理，廢水中的苯類(lèi)化合物聚合成膜，然后提高對工作電極施加的電壓，采用錯流沖洗使聚合膜脫落，過(guò)濾廢水將過(guò)濾所得的聚合膜回收利用。本發(fā)明與傳統電催化相比，電流效率極大提升，苯類(lèi)化合物也得到充分的資源化再利用，最終實(shí)現苯類(lèi)廢水的無(wú)害化處理。
權利要求書(shū)
1.一種去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，將一對工作電極和對照電極置于廢水槽中，采用電聚合將對廢水槽中含有苯類(lèi)化合物的廢水進(jìn)行處理，廢水中的苯類(lèi)化合物聚合成膜，然后提高對工作電極施加的電壓，采用錯流沖洗使聚合膜脫落，過(guò)濾廢水將過(guò)濾所得的聚合膜回收利用。
2.如權利要求1所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述苯類(lèi)化合物聚合成膜的具體步驟為：在含有苯類(lèi)化合物的廢水中，加入硫酸鹽作為電解質(zhì)，調節pH值，然后對工作電極和對照電極施加電壓，使苯類(lèi)化合物聚合成膜。
3.如權利要求2所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述廢水中苯類(lèi)化合物的濃度為100～10000mg/L；所述硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂中的至少一種；硫酸鹽的加入量為0.05～0.1mol/L。
4.如權利要求2所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述pH值pH控制在7～10，pH值的調節劑采用堿或酸，所述堿采用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂中的至少一種，所述酸采用硫酸。
5.如權利要求1所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述電聚合時(shí)對工作電極和對照電極施加的電壓低于工作電極的析氧電位；然后提高對工作電極和對照電極施加的電壓至超過(guò)工作電極的析氧電位，工作電極逐漸析出氧氣，減弱聚合膜與工作電極之間的界面結合力。
6.如權利要求1所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述的工作電極為析氧電位低于3.5V的電極材料，工作電極的面積與廢水的體積比為1cm2：1～5cm3；利用直流電源施加電壓，所施加的電壓為1～5V，進(jìn)行1～24h的持續處理；然后提高對工作電極施加的電壓至5～10V。
7.如權利要求6所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述的工作電極為不銹鋼電極，銅電極，鈦電極，釕電極，銥電極，鈦基氧化物電極，鉑電極或石墨電極。
8.如權利要求1所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述錯流沖洗的水流流速為1～2m/s，持續5～30min。
9.一種去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的裝置，其特征在于，包括與廢水進(jìn)口(1)連通的廢水槽，廢水槽內設有對照電極(2)、工作電極(3)，對照電極(2)、工作電極(3)分別與直流電源(4)的負極、正極連接；廢水槽內還設有用于對工作電極(3)沖刷的水力沖刷裝置(5)，水力沖刷裝置與輸送泵(6)連通；廢水槽底部通過(guò)柱塞泵(7)與過(guò)濾裝置(8)連接。
10.如權利要求9所述的去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，所述的過(guò)濾裝置(8)采用50～100目/cm2的濾布濾池。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種利用電化學(xué)法將苯類(lèi)化合物聚合覆蓋在陽(yáng)極上將苯類(lèi)化合物從廢水中去除，后續通過(guò)析氧反應及水力沖刷的方法使得聚合物脫落，對其進(jìn)行回收的方法，即利用電化學(xué)技術(shù)對含苯類(lèi)化合物廢水進(jìn)行處理。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
一種去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的方法，其特征在于，將一對工作電極和對照電極置于廢水槽中，采用電聚合將對廢水槽中含有苯類(lèi)化合物的廢水進(jìn)行處理，廢水中的苯類(lèi)化合物聚合成膜，然后提高對工作電極施加的電壓，采用錯流沖洗使聚合膜脫落，過(guò)濾廢水將過(guò)濾所得的聚合膜回收利用。
優(yōu)選地，所述苯類(lèi)化合物聚合成膜的具體步驟為：在含有苯類(lèi)化合物的廢水中，加入硫酸鹽作為電解質(zhì)，調節pH值，然后對工作電極和對照電極施加電壓，使苯類(lèi)化合物聚合成膜。
更優(yōu)選地，所述廢水中苯類(lèi)化合物的濃度為100～10000mg/L；所述硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂中的至少一種；硫酸鹽的加入量為0.05～0.1mol/L。
更優(yōu)選地，所述pH值pH控制在7～10，pH值的調節劑采用堿或酸，所述堿采用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂中的至少一種，所述酸采用硫酸。酸性調節時(shí)不宜采用鹽酸，以免析出氯氣阻礙苯類(lèi)聚合反應進(jìn)行并存在一定安全隱患。
優(yōu)選地，所述電聚合時(shí)對工作電極和對照電極施加的電壓低于工作電極的析氧電位；然后提高對工作電極和對照電極施加的電壓至超過(guò)工作電極的析氧電位，工作電極逐漸析出氧氣，減弱聚合膜與工作電極之間的界面結合力。
優(yōu)選地，所述的工作電極為析氧電位低于3.5V的電極材料，工作電極的面積(此處指電極單側的表面積)與廢水的體積比為1cm2：1～5cm3，其比值不宜過(guò)高或過(guò)低，否則可能造成資源的浪費或苯類(lèi)化合物聚合成膜速率過(guò)低；利用直流電源施加電壓，所施加的電壓為1～5V，進(jìn)行1～24h的持續處理；然后提高對工作電極施加的電壓至5～10V。
更優(yōu)選地，所述的工作電極為不銹鋼電極，銅電極，鈦電極，釕電極，銥電極，鈦基氧化物電極，鉑電極或石墨電極。
優(yōu)選地，所述錯流沖洗的水流流速為1～2m/s，持續5～30min。
本發(fā)明還提供了一種去除廢水中苯類(lèi)化合物并回收聚合物的裝置，其包括與廢水進(jìn)口連通的廢水槽，廢水槽內設有對照電極、工作電極，對照電極、工作電極分別與直流電源的負極、正極連接；廢水槽內還設有用于對工作電極沖刷的水力沖刷裝置，水力沖刷裝置與輸送泵連通；廢水槽底部通過(guò)柱塞泵與過(guò)濾裝置連接。
優(yōu)選地，所述的過(guò)濾裝置采用50～100目/cm2的濾布濾池。廢水經(jīng)過(guò)濾后接續傳統生物處理方式或其余廢水處理設備進(jìn)一步處理后，達標后排放。采用柱塞泵、螺桿泵或往復泵進(jìn)行輸送，不宜采用離心泵，避免破碎苯類(lèi)聚合物。
本發(fā)明圍繞苯類(lèi)化合物電聚合反應及析氧反應發(fā)明一種方法將苯類(lèi)化合物從水中去除并對聚合物進(jìn)行回收。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明陽(yáng)極析氧反應對聚合物進(jìn)行脫落并加以回收利用，與化學(xué)試劑法，熱力分解法脫落技術(shù)相比，不僅節省了脫膜工序，還提高了脫膜效率。
(2)本發(fā)明采用聚合成膜的方法將苯類(lèi)化合物從廢水中出去，具有可達標性。一般高級氧化工藝將苯類(lèi)化合物徹底礦化需要消耗大量電能。而苯類(lèi)化合物聚合生成聚合物反應壁壘低，提高了電能利用效率，減少了電能損耗。降低了高濃度苯類(lèi)廢水毒性，并對廢水中苯類(lèi)聚合物進(jìn)行回收利用。
(3)本發(fā)明可采用陽(yáng)極材料包括不銹鋼電極，鈦電極，鈦基氧化物電極，鉑電極，石墨電極和銅電極，材料選擇寬泛，價(jià)格相比于BDD電極相對廉價(jià)，具有推廣使用的可能性。
（發(fā)明人：李方;王紹賢;沈忱思;孫松美;金中平）
