[发明专利]电催化处理碱性染料废水的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及到环境技术领域，特别是涉及到一种电催化处理碱性燃料的装置及方法。

背景技术

我国是个严重缺水的国家，人均的水资源占有量仅占世界平均水平1/4，高污染、高耗水、高耗能产业增长很快，水污染排放总量的下降趋势并不明显，我国水环境形式还很严峻，水污染成为影响我国未来发展和安全的重要因素。水污染的重要原因之一是工业废水的排放。由于各类工业废水的性质不同，成分复杂，对环境造成的污染将会十分严重。其中，染料废水是工业废水的主要污染源之一，染料制备工业和染料行业不断发展壮大，高浓度难降解有机污染物工业废水日益增多，带来的环境污染问题突出。

结晶紫，是副品红的六甲基衍生物，分子式为C₂₅H₃₀N₃Cl·9H₂O，分子量为407.98，最大吸收波长是590nm，可作为酸碱指示剂和非水溶液滴定指示剂来使用。结晶紫是一种常见碱性染料，可溶于水，溶解度为9％，也可溶于乙醇，甘油。其水溶液和乙醇液呈紫色，几乎不溶于乙醚。结晶紫在组织学、细胞学和细菌学等方面被广泛应用，是一种良好的染色剂，用于染纤毛的效果也非常好。

龙胆紫是一种由结晶紫和甲基紫混合的碱性染料。在一定条件下，龙胆紫能跟结晶紫互相替用。常规上说，医学上用的紫药水，主要成分就是甲基紫，如果需要时可以用龙胆紫和结晶紫代替。龙胆紫结构式如下：

龙胆紫是多环芳烃有机化合物，属于三苯甲烷类，是典型的精细化工产品，较难生化降解，具有高毒性、高残留和致癌致畸致突变等特点，对水体生态环境有较大的破坏作用。目前很多废水处理技术虽然已经应用于染料废水的工业处理中，但都存在一些缺点，如芬顿试剂法运行费用高，在废水处理中应用推广难；湿式氧化技术和临界水氧化技术对反应器的要求又很高，反应条件苛刻。对龙胆紫的脱色降解技术很少，龙胆紫作为碱性染料的典型代表，用常规的物理化学生物法很难完全脱色降解。目前处理染料废水的装置复杂，施工运行成本高，推广难。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种电催化处理碱性燃料的装置及方法，解决碱性染料废水处理困难，运行成本高的问题。

本发明提出一种电催化处理碱性染料废水的装置，包括：

电解池，主电极，催化电极，搅拌装置以及挡板；

所述电解池，用以存放待处理的碱性染料废水；

所述主电极包括阳极和阴极，设置于所述电解池池体内部的两侧；

所述催化电极为颗粒状固体，设置于所述电解池池体内部；

所述挡板将所述搅拌装置与所述主电极、所述催化电极隔开。

优选地，所述装置还包括：

曝气装置，曝气孔设置于所述催化电极的下方。

优选地，所述催化电极为CuO-PrO₂-Al₂O₃固体。

优选地，所述主电极为碳钢电极。

本发明还提出了一种使用上述装置的电催化处理碱性染料废水的方法，包括：

往电催化处理碱性染料废水装置中注入碱性染料废水，加入催化电极；

启动搅拌装置和曝气装置；

加入电解质，并调节装置内溶液的pH值；

通电电解。

优选地，所述催化电极的添加量为碱性染料废水的质量的12-20％。

优选地，所述搅拌装置为磁力搅拌器，转子的转速为1000rpm～1200rpm。

优选地，所述曝气装置的曝气量为30～50L/min。

优选地，所述电解质为硫酸钠，用量为1-1.6g/L，即每升碱性染料废水加入1-1.6g硫酸钠，所述装置内溶液的pH值初始值为6.5。

优选地，所述电解处理过程采用的电源电压为20V，电解处理时间为30min。

本发明提出的一种电催化处理碱性染料废水的装置及方法，装置包括电解池，主电极，催化电极，搅拌装置以及挡板；所述电解池，用以存放待处理的碱性染料废水；所述主电极包括阳极和阴极，设置于所述电解池池体内部的两侧；所述催化电极为颗粒状固体，设置于所述电解池池体内部；所述挡板将所述搅拌装置与所述主电极、所述催化电极隔开。方法包括：往电催化处理碱性染料废水装置中注入碱性染料废水和催化电极；启动搅拌装置和曝气装置；加入电解质，并调节装置内溶液的pH值；通电电解。使用本发明的电解装置，可有效地去除碱性染料废水中的染料分子，反应条件温和，易于控制，处理效率高，处理效果好。