[发明专利]一种三维电化学装置和利用三维电极处理工业废水的方法

权利要求书

1.一种三维电化学装置，其特征在于，其包括电解槽、阳极、阴极和钢渣，所述阳极和所述阴极分别插设于所述电解槽内，所述钢渣填充于所述阴极和所述阳极之间且分别与所述阴极和所述阳极接触，所述阳极和所述阴极并联；所述阴极为钌铱电极。

2.根据权利要求1所述的三维电化学装置，其特征在于，所述阳极和所述阴极相对设置且两者的表面积均为8-12cm×0.5-1.5cm；所述阳极和所述阴极的插入所述电解槽内液面下的面积为所述阳极和所述阴极总的表面积的70-80％；

优选地，所述阳极和所述阴极之间的间距为15-20cm。

3.根据权利要求1所述的三维电化学装置，其特征在于，所述阳极为碳基电极、金属电极，金属复合负载电极或陶瓷电极；

优选地，所述阳极为金属电极；

优选地，所述金属电极为钛电极。

4.根据权利要求1所述的三维电化学装置，其特征在于，所述钢渣的成分包括赤铁矿、Fe₂O₃、FeO、钙钛矿、Fe₃O₄、SiO₂和MgO；

优选地，所述Fe₂O₃为磁赤铁矿C晶体相；

优选地，所述钙钛矿为晶体相；

优选地，所述Fe₃O₄为立方晶体相；

优选地，所述SiO₂为石英形式。

5.一种利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，其包括：

将工业废水注入如权利要求1-4任一项所述的三维电化学装置的所述电解槽内，通电进行处理。

6.根据权利要求5所述的利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，在将所述阴极插入所述电解槽之前，还包括将所述阴极浸泡至酸溶液中以进行清洗；

优选地，所述酸溶液包括的盐酸和硫酸中的一种或两种的混合物；

优选地，所述酸溶液的体积浓度为8-12％；

优选地，浸泡时间为8-12min。

7.根据权利要求5所述的利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，所述电解槽内具有电解质，所述电解质为过硫酸盐；

优选地，所述过硫酸盐包括K₂S₂O₈和Na₂S₂O₈中的一种或两种的混合物；

优选地，所述电解槽内的待电解溶液中，所述过硫酸盐的浓度为1000-3000mg/L。

8.根据权利要求5所述的利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，通电时的反应电流为0.001-0.003A；

优选地，通电时的直流电源施加的电压为6-10V；优选地，电压为8-10V；

优选地，通电时间为100-140min；

优选地，在通电前将所述电解槽中的溶液的pH调节至6-8。

9.根据权利要求5所述的利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，在填充所述钢渣之前，还包括对所述钢渣进行预处理：将所述钢渣置于乙醇溶液中，利用超声波进行水洗后烘干；

优选地，所述超声波的功率为80-100瓦；

优选地，所述水洗的时间为12-15min；

优选地，所述烘干的温度为58-62℃，时间为30-35min。

10.根据权利要求5所述的利用三维电极处理工业废水的方法，其特征在于，每升所述工业废水中加入所述钢渣的量为25-35g。