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专利号: 2014101693784
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地下水中三价砷的电化学氧化方法,其特征在于:在含砷的地下水区域先构建电化学氧化装置,包括设有进水口和净化水出口的水容器,水容器中安装有阴阳电极,在水容器内其余空间填充惰性颗粒材料,填充后惰性颗粒材料之间形成密集的空隙;在水容器的外部设置直流电源、电流表和水泵;采用水泵将含砷的地下水泵入水容器中,由外设的直流电源向阴阳两个电极提供电流,通过调节电流控制砷(III)在阳极的氧化速率及电解水产生氧气的速率,在阴极表面局部碱性条件下氧气被还原生成过氧化氢将砷(III)氧化为砷(V),实现可控制地氧化地下水中砷(III)。

2.根据权利要求1所述的一种地下水中三价砷的电化学氧化方法,其特征在于:至少包括如下步骤:

①、构建电化学氧化装置:包括设有进水口和净化水出口的水容器,在水容器内壁安装有阴阳电极,在水容器外设置直流电源和电流表,在水容器的进水口前端安装水泵;

②、电极的选择:阴阳电极均选用钛涂层电极材料;采用网状电极,以利于水的流动和提高电流效率;

③、电极的安装:在进水口一侧横截面安装阳极,水流先经过阳极再流经阴极,阴阳两电极平行放置、中心的间距为50~500mm,水容器的其余空间填充惰性颗粒材料;

④、含砷(III)地下水的处理方式:开启水泵,将含砷(III)地下水泵入水容器中,同时开启稳压直流电源向阴阳电极提供5~5000mA电流,含砷(III)地下水先通过阳极被阳极电解产生的氧气饱和,小部分砷(III)在阳极被氧化;随后地下水流经阴极,阴极电解水产生局部碱性条件,溶解在水中的氧气被还原生成过氧化氢将砷(III)氧化为砷(V);

⑤、监测地下水中三价砷的浓度,通过调节直流电流控制电化学氧化效果和能耗优化:根据监测净化处理后地下水中砷(III)的浓度高低,对电流进行调节,若净化处理后出水中砷(III)浓度超过10μg/L,则调高总电流以提高阳极产氧量及阴极附近pH,以提高砷(III)的氧化率,从而保证砷(III)的氧化效果;若净化处理后出水砷(III)浓度低于

1μg/L则降低电流,在保证修复效果的同时降低电能消耗。

3.根据权利要求2所述的一种地下水中三价砷的电化学氧化方法,其特征在于:步骤②所述的网状阴阳两电极水平截面与水容器内壁横截面形状和大小均相同。

4.根据权利要求2所述的一种地下水中三价砷的电化学氧化方法,其特征在于:步骤③所述的水容器中填充惰性颗粒材料后形成的空隙率为0.3~0.5,所述的惰性颗粒材料包括具有3~10mm粒度的玻璃珠、石英砂或颗粒碳类材料。