CN109336302B - 一种活性染料废水处理方法及装置 - Google Patents

一种活性染料废水处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种活性染料废水处理方法及装置。本发明采用电凝聚与超声技术联用，超声的清洗作用有助于削弱电极表面的钝化，促进传质，进一步提高电凝聚处理的效率以及活性染料的脱色率；采用铝钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，能够减弱铝阳极的电流密度，活化铝电极；另一方面，在钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出，提升活性染料的处理效果。

Description

一种活性染料废水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及染料废水处理技术领域，具体涉及一种活性染料废水处理方法及装置。
背景技术
活性染料是指分子中含活性基团的水溶性染料，其具有色泽鲜艳、色谱齐全、成本低、染色工艺简便、染成品耐洗牢度和耐摩擦牢度高等优点，目前在染料工业中广泛应用。然而，含活性染料的废水成分复杂，可生化性差，盐度、 COD(化学需氧量)、氨氮及色度高，因而污染严重，治理困难。长期以来，国内外学者对印染废水的治理技术尤其是脱色技术展开了大量的研究，其大多利用微生物处理活性染料废水，但微生物处理法的研究主要在于高效菌种的选育和工艺的改变，微生物对营养物质、pH、含盐量、温度条件有要求，染料废水中的某些物质会破坏微生物细胞结构，抑制微生物代谢，从而导致染料废水的处理效果不理想。
电凝聚法是目前较为有效的废水处理方法之一，电凝聚法主要包括电解凝聚、电解气浮、电解氧化还原这三个过程，具有凝聚、吸附、上浮、氧化还原的作用，能够有效对废水进行杀菌、澄清、脱色、软化处理，且处理过程中无需加入添加剂，操作简单，适用范围广，成本较低，适合废水大规模处理。然而，随着电凝聚废水处理时间的延长，会导致电极极板表面形成致密的钝化膜，导致电凝聚处理效率降低，影响废水的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种活性染料废水处理方法及装置，提高活性染料废水的处理效果。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种活性染料废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节pH为酸性；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为10～25V，在超声条件下，超声功率为500～800W，超声频率为80～120kHz，电解处理3～6h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.1～0.2:1。
本发明采用电凝聚技术与超声联用，超声对电极表面的清洗作用有助于削弱电极表面的钝化，促进传质，进一步提高电凝聚处理的效率以及活性染料的脱色率。另一方面，本申请采用铝-钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，一部分析出的氧气和空气在铁电极还原为 H2O2，H2O2氧化废水中的活性染料，减弱铝阳极的电流密度，铝电极得到活化溶解产生絮凝物，从而避免铝电极的钝化失去活性而难以溶解；钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述电化学催化剂的制备方法为：将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800 rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述步骤(1) 中，调节活性染料废水的pH为5～6，此时废水的脱色率和氨氮去除率均达到90％以上。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述生物质炭的原料为马尾藻。以马尾藻为原料制备得到的活性炭具有良好的多孔特性，有助于氧化钌的负载。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述生物质炭为酸洗改性生物炭，将生物质炭按1:2～4的质量比加入0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，得到酸洗改性生物炭。
通过酸洗处理后，能够改变活性炭表面官能团，去除孔隙内部的杂质，改善活性炭的浸润性和亲水性能，增强活性炭对电解液离子的吸附能力，从而提高活性炭的电化学性能。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述氧化钌和生物质炭的质量比为0.16～0.18:1。将钛电极表明上的氧化钌和生物质炭的质量比控制为0.16～0.18:1时。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述电解质为浓度为0.05～0.06M的Na2SO4溶液。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗，备用。
作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述铁电极使用前采用0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗，备用。
本发明还提供了一种用于上述方法的活性染料废水处理装置，包括电源、电极、电解槽和超声发生器，所述电极包括第一阳极电极、阴极电极和第二阳极电极，所述第一阳极电极和第二阳极电极均为铝-钛复合电极，铝-钛复合电极由表面涂覆有电化学催化剂的钛电极和铝电极组成，所述阴极电极为铁电极，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为 0.1～0.2:1，电极间距为1.5～3cm，两个铝-钛复合电极连接电源的正极，铁电极连接电源的负极，超声发生器置于电解槽的底部，并与电解槽的器壁贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用电凝聚与超声联用，超声对电极表面的清洗作用有助于削弱电极表面的钝化，促进传质，进一步提高电凝聚处理的效率以及活性染料的脱色率。本申请采用铝-钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，一部分析出的氧气和空气在铁电极还原为H2O2，H2O2氧化废水中的活性染料，减弱铝阳极的电流密度，铝电极得到活化溶解产生絮凝物，从而解决因铝电极的钝化失去活性而难以溶解，导致活性染料废水处理效率不高，脱色率较低的问题；另一方面，在钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出。
附图说明
图1为本发明的活性染料废水处理装置，1为电源，2为电解槽，3为超声发生器，4为阴极，5为第一阳极电极，6为第二阳极电极。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下实施例1～6和对比例1～3实验采用的活性染料废水均为实验室自制模拟废水，包括活性染料、葡萄糖及其他微量元素配制而成。活性染料的浓度为 50～300mg/L，葡萄糖的浓度为400mg/L，(NH4)2SO4 100mg/L，Na2CO3 100 mg/L，CaCl2 25mg/L，KCl 25mg/L，CaHPO4 25mg/L，MgSO4 25mg/L，尿素25 mg/L。活性染料为活性艳蓝KN-R，也可以将其替换为其它种类的活性染料，如活性黑KN-B、茜素黄和茜素绿。
实施例7采用的实际染料废水取自江门某印染企业的废水接收池，系各种染料废水的混合废水，主要为活性染料，pH为5～7，COD为7 558mg/L，氨氮为67.2mg/L。
以下实施例采用电解质为浓度为0.05～0.06M的Na2SO4溶液。
以下实施例采用自制的活性染料废水处理装置，如图1所示，包括电源、电极、电解槽和超声发生器，所述电极包括第一阳极电极、阴极电极和第二阳极电极，所述第一阳极电极和第二阳极电极均为铝-钛复合电极，铝-钛复合电极由表面涂覆有电化学催化剂的钛电极和铝电极组成，所述阴极电极为铁电极，两个铝-钛复合电极连接电源的正极，铁电极连接电源的负极，超声发生器置于电解槽的底部，并与电解槽的器壁贴合。
实施例1
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.1:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例2
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.16:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例3
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.18:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例4
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.2:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例5
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为10V，在超声条件下，超声功率为800W，超声频率为120kHz，电解处理3h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.16:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例6
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为6；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为25V，在超声条件下，超声功率为500W，超声频率为80kHz，电解处理60min，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.16:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
实施例7
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将实际染料废水引入到电解槽中，加入电解质；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.16:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
对比例1
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有氧化钌的钛电极，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理50min，将处理后的水排出。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
对比例2
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择铝电极作为阳电极，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
对比例3
一种活性染料废水处理方法，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节活性染料废水的pH为5.5；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为12V，在超声条件下，超声功率为600W，超声频率为90kHz，电解处理5h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.24:1。
其中，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于 0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M 的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗；所述铁电极使用前采用 0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗。
所述电化学催化剂的制备方法为：
1)选用原料为马尾藻的生物质炭，并将生物质炭按1:2～4的质量比加入 0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，备用；
2)将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
本发明中COD(化学需氧量)采用《高氯废水化学需氧量的测定碘化钾碱性高锰酸钾法》(HJ132-2003)进行测定。氨氮浓度采用纳氏分光光度法来测定利。用紫外分光光度计得到染料分子的最大特征吸收峰的吸光度值，计算出染料废水的脱色率，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001888106800000101
Figure BDA0001888106800000111
由表1结果可知，本发明采用铝-钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，一部分析出的氧气和空气在铁电极还原为H2O2，H2O2氧化废水中的活性染料，能够提高废水处理效率；且钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整合适的氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出，增强染料的降解能力。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种活性染料废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节pH为酸性；
(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为10～25V，在超声条件下，超声功率为500～800W，超声频率为80～120kHz，电解处理3～6h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.1～0.2:1。
2.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述电化学催化剂的制备方法为：将RuCl3.nH2O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。
3.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，调节活性染料废水的pH为5～6。
4.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述生物质炭的原料为马尾藻。
5.根据权利要求4所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述生物质炭为酸洗改性生物炭，将生物质炭按1:2～4的质量比加入0.5～1M的盐酸溶液中，在80～90℃水浴搅拌1～2h，水洗至中性后，在氮气气氛中干燥，得到酸洗改性生物炭。
6.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述氧化钌和生物质炭的质量比为0.16～0.18:1。
7.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述电解质为浓度为0.05～0.06M的Na2SO4溶液。
8.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述铝电极使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂纸打磨，置于0.5M的氢氧化钠溶液中反应，待气泡冒出后，采用去离子水清洗，再用0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗，备用。
9.根据权利要求1所述的活性染料废水处理方法，其特征在于，所述铁电极使用前采用0.1M的盐酸溶液清洗5min，待气泡冒出后用去离子水清洗，备用。
10.一种用于权利要求1～9任一项所述方法的活性染料废水处理装置，其特征在于，包括电源、电极、电解槽和超声发生器，所述电极包括第一阳极电极、阴极电极和第二阳极电极，所述第一阳极电极和第二阳极电极均为铝-钛复合电极，铝-钛复合电极由表面涂覆有电化学催化剂的钛电极和铝电极组成，所述阴极电极为铁电极，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.1～0.2:1，电极间距为1.5～3cm，两个铝-钛复合电极连接电源的正极，铁电极连接电源的负极，超声发生器置于电解槽的底部，并与电解槽的器壁贴合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN114941076B (zh) * 2022-06-28 2023-06-02 中国矿业大学 水溶液中金提取与回收方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632498A (en) * 1967-02-10 1972-01-04 Chemnor Ag Electrode and coating therefor
CN101476135A (zh) * 2008-12-12 2009-07-08 顾宗义 复式电解槽
CN101759249B (zh) * 2010-01-05 2012-01-11 南京航空航天大学 超声耦合电化学混凝含磷废水处理方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632498A (en) * 1967-02-10 1972-01-04 Chemnor Ag Electrode and coating therefor
CN101476135A (zh) * 2008-12-12 2009-07-08 顾宗义 复式电解槽
CN101759249B (zh) * 2010-01-05 2012-01-11 南京航空航天大学 超声耦合电化学混凝含磷废水处理方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《氧化钌/活性炭超级电容器电极材料的研制》;王晓峰等;《稀有金属材料与工程》;20030625;第32卷(第6期);第424-427页 *
《电化学废水处理技术及高效电催化电极的研究与进展》;冯玉杰等;《哈尔滨工业大学学报》;20040430;第36卷(第4期);第450-455页 *

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