[发明专利]适用于外冷水处理的阳极材料、制备方法以及处理工艺

说明书

本发明公开了一种适用于外冷水处理的阳极材料，阳极材料由内到外分别为基体层、中间层、催化氧化层，的基体层为经过处理的钛层，中间层为经离子溅射负载的TiN层，催化氧化层为经La、Sb、碳纳米点、十二烷基二甲基甜菜碱掺杂的IrO₂‑RuO₂层。本发明的适用于外冷水处理的阳极材料，解决了现有技术中存在的因化学物质的投加造成外冷水盐浓度与有机物浓度增加，大大的缩短了反渗透膜的使用寿命和处理效率，造成浓水量增加，净化后的水质效果不理想的问题。本发明还公开了一种制备适用于外冷水处理的阳极材料的方法，以及适用于外冷水处理的处理方法。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种适用于外冷水处理的阳极材料，本发明还涉及上述阳极材料的制备方法以及适用于外冷水处理的处理工艺。

背景技术

换流阀是高压直流输电的核心设备之一，其在运行过程中会产生大量的热，需要阀冷却水系统对其进行降温。通常，阀冷却水系统由阀内冷水系统(封闭)和阀外冷水系统(敞开)构成，阀内冷水系统采用去离子水作为介质，负责将阀组件产生的的热量排放到阀厅外，保证换流阀组件晶闸管在可控的温度范围内运行；阀外冷水系统一般用经过软化处理的水，通过冷却塔持续对阀内水冷系统管道进行冷却，降低阀内水冷温度，保证内冷水系统具有持续的冷却能力。

由于外冷水系统为敞开式，伴随着风吹、蒸发、杂质引入等现象，会导致外冷水中盐分、有机物被极大浓缩，造成阀外冷水系统腐蚀、结垢和菌藻滋生等系列问题，不仅会降低热交换效率，导致内冷水水温过高从而出现闭锁、跳闸及停运的事故发生，而且会损坏设备，影响生产。因此，提高外冷水系统水质状况对阀冷却水系统的长期稳定运行有着较为重要的作用。

目前，通常采用药剂投加(多为有机膦药剂)、离子交换等方式以稳定外冷水的水质。但以上操作会给外冷水带来新的污染，导致外排水水质不达标，甚至造成水体中藻类的大量滋生。近些年，反渗透技术被应用到外冷水的处理当中，在规范的使用过程中有效地的改善了外冷水的水质条件，即就是对补水进行过滤、软化、反渗透再经过外冷水循环系统，但由于过多化学物质的投加，包括无机盐、水处理药剂等，造成外冷水盐浓度与有机物浓度增加，大大的缩短了反渗透膜的使用寿命和处理效率，造成浓水量增加，净化后的水质效果不理想。因此，亟需新的绿色方法来对外冷水进行处理，减少化学物质投加与排污量，在节水的同时减轻环境压力。

中国专利《用于直流换流阀冷却系统外冷水除垢装置及其方法》(公告号：CN105712500B)，属于外冷水的处理技术范畴，该专利采用电化学技术对外冷水致垢离子进行去除，可有效解决外冷系统中冷却塔结垢的问题。该方法证实电化学技术具有操作便捷、环境友好、除垢高效的特点，在一定程度上可提高外冷水的浓缩倍率，减少外排水，节约水资源，最终达到节水减排的目标。

然而，电化学水处理的核心为所用阳极，而外冷水中含有加多的盐离子(比如氯离子等)，因此，水质处理过程中要确保阳极的高性能稳定运行，以实现水中成垢离子的持续高效提取。针对当前外冷水控制中药剂投加量大、外排浓水多、水质处理效果差等问题，开发出适合外冷水高效处理的绿色技术至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于外冷水处理的阳极材料，解决了现有技术中存在的因化学物质的投加造成外冷水盐浓度与有机物浓度增加，大大的缩短了反渗透膜的使用寿命和处理效率，造成浓水量增加，净化后的水质效果不理想的问题。

本发明的第二个目的是提供一种制备适用于外冷水处理的阳极材料的方法。

本发明的第三个目的是提供一种适用于外冷水处理的处理方法。

本发明所采用的技术方案是，适用于外冷水处理的阳极材料，阳极材料由内到外分别为基体层、中间层、催化氧化层，基体层为经过处理的钛层，中间层为经离子溅射负载的TiN层，催化氧化层为经La、Sb、碳纳米点、十二烷基二甲基甜菜碱掺杂的IrO₂-RuO₂层。