[发明专利]一种低能耗的电化学协同氧化-絮凝去除水体中砷的装置与方法

摘要

本发明提供了一种低能耗的电化学协同氧化‑絮凝去除水体中砷的装置与方法，该方法采用气体扩散式空气阴极取代普通电絮凝中的铁阴极，利用空气中氧气的被动扩散，在催化层表面原位生成H₂O₂，促进活性物种(·OH和Fe(IV))的产生，快速氧化As(III)为As(V)，阳极产生的金属离子(铁离子、铝离子或锌离子)水解生成大量絮体，吸附去除As(V)；与传统电絮凝相比，该方法不仅可以实现As(III)的高效氧化与总砷达标去除，还节省曝气能耗约200Wh·m^‑3，降低电极反应能耗30‑40％。

主权项

1.一种低能耗的电化学协同氧化‑絮凝去除水体中砷的装置，包括带有进水口(7)和出水口(8)的反应器外壳(1)，反应器外壳(1)中有阳极(4)，阳极(4)接电源(9)的正极，电源(9)的负极接阴极(2)，其特征在于，所述阳极(4)为铁电极，所述阴极(2)为空气阴极，制成中空管状，插入反应器；所述空气阴极由催化层、集电体和扩散层组成，通过涂布法、辗压法或相转化法制备，所述催化层采用石墨、炭黑、碳纤维或碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合；所述集电体为碳布、不锈钢网、钛网或泡沫镍；所述扩散层采用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)中任意一种，或掺杂石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管或活性炭中的任意一种或至少两种的组合。