[发明专利]基于单线态氧的电化学消毒方法

说明书

基于单线态氧的电化学消毒方法，它涉及电化学消毒方法。本发明要解决现有电化学消毒方法存在容易生成氯代有机消毒副产物以及含氯酸根的无机消毒副产物的问题。方法：以原位产生次氯酸的电极为阳极，利用序批式或通流式电化学反应产生的次氯酸与双氧水生成单线态氧，并用于杀灭水中微生物。本发明用于单线态氧的电化学消毒。

技术领域

本发明涉及电化学消毒方法。

背景技术

水处理过程中，消毒是必不可少的一环，因为它有效的杀灭水中致病微生物，极大降低水生疾病的致病风险。氯消毒剂的使用历史已有上百年，是饮用水处理最常见的消毒剂。当然氯的使用也面临着一些困境，比如，在消毒的过程中会生成三氯甲烷、卤乙酸等有害的消毒副产物。

电化学消毒有环境友好、使用方便，清洁高效的优点。同时，在线产生的消毒物种避免了消毒剂的运输、储存与投加。基于此，电化学消毒技术在分散式饮用水处理系统、点使用饮用水系统以及农村小型饮用水供应系统具有很高的应用潜力。电化学消毒的主要原理包括电场的直接作用、活性氯以及其它活性物种。

但是，在电化学消毒中产生的活性氯仍然会使处理后的水面临着氯代消毒副产物超标的风险，因为氯离子在水中是无处不在的。同时，水中可能存在的溴离子与碘离子还有可能生成比氯代消毒副产物毒性更强的溴代碘代消毒副产物。此外，氯离子存在还会有其它负面作用。例如，当采用BDD阳极时，会有很高的高氯酸盐生成势。这些有机和无机氯消毒副产物限制了电化学消毒技术在水处理中的应用。

发明内容

本发明要解决现有电化学消毒方法存在容易生成氯代有机消毒副产物以及含氯酸根的无机消毒副产物的问题，进而提供基于单线态氧的电化学消毒方法。

基于单线态氧的电化学消毒方法，它是按以下步骤进行的：

以原位产生次氯酸的电极为阳极，利用序批式电化学反应产生的次氯酸与双氧水生成单线态氧，并用于杀灭水中微生物；

当阴极为石墨毡电极、不锈钢或钛时；设置阳极和阴极于电化学反应器内，且两电极之间的间距为1cm～20cm，电极的面积与待处理水的体积比为1cm²:(10～200)mL，将待处理水加入到电化学反应器内，向电化学反应器内曝空气或氧气，在反应温度为3℃～30℃、曝气量为60mL/min～200mL/min、电压为2V～30V及电流密度为2.5mA/cm²～10mA/cm²的条件下，电化学处理10min～120min；所述的待处理水中含有氯离子及双氧水；所述的待处理水中氯离子浓度为0.5mmol/L～500mmol/L，所述的待处理水中双氧水的浓度为0.1mmol/L～5mmol/L；所述的待处理水的pH为6.5～8.5；

当阴极为气体扩散电极时，设置阳极和阴极于气体扩散电化学反应器内，且两电极之间的间距为1cm～20cm，电极的面积与待处理水的体积比为1cm²:(10～200)mL，将待处理水加入到电化学反应室内，向气体扩散腔室内以流量为60mL/min～200mL/min通入空气或氧气，在反应温度为3℃～30℃、电压为2V～30V及电流密度为2.5mA/cm²～10mA/cm²的条件下，电化学处理10min～120min；所述的待处理水中含有氯离子；所述的待处理水中氯离子浓度为0.5mmol/L～1000mmol/L；所述的待处理水的pH为6.5～8.5。

基于单线态氧的电化学消毒方法，它是按以下步骤进行的：

以原位产生次氯酸的电极为阳极，利用通流式电化学反应产生的次氯酸与双氧水生成单线态氧，并用于杀灭水中微生物；