一种光电化学废水资源化装置及废水处理方法与流程

文档序号:20910412发布日期:2020-05-29 13:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述光电化学废水资源化装置包括光源和3个以上串联的pfc单元;

所述pfc单元包括光阳极、多孔隔膜、阴极和反应池,所述光阳极由2片以上的阳极材料叠合固定而成,所述光阳极和阴极分别叠合固定在所述多孔隔膜的两侧面上,所述多孔隔膜将反应池分割为阳极室和阴极室,所述阳极室设置有进水口,所述阴极室设置有出水口,所述串联的pfc单元中上一个pfc单元的出水口与下一个pfc单元的进水口管路连通;

所述光电化学废水资源化装置用于处理废水,所述处理的废水中溶解有无机盐和有机化合物。

2.根据权利要求1所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述光阳极的阳极材料为金属网基底的光阳极,所述阴极材料为碳基底阴极材料。

3.根据权利要求1所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述光阳极的阳极材料为钛网基二氧化钛纳米线阵列、钛网基二氧化钛纳米管阵列或钛网基二氧化钛纳米薄膜,所述钛网基二氧化钛纳米线阵列的制备方法包括以下步骤:

(1)将片状钛网浸没在强碱溶液中在密闭容器中于200~250℃反应12~36h,得到片状钛材料;

(2)步骤(1)得到的片状钛材料冷却后用无机酸溶液浸泡清洗;

(3)除去片状钛材料上附着的无机酸后干燥,将干燥后的片状钛材料在450~600℃下热处理1.5~2.5h,得到所述钛网基二氧化钛纳米线阵列。

4.根据权利要3所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述阴极材料为碳毡基阴极,所述碳毡基阴极的制备方法包括以下步骤:

将碳毡用有机溶剂和水清洗干燥后在氮气氛围下于600~1200℃热处理4~7h得到碳毡基阴极。

5.根据权利要求4所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述光阳极由3~4片的阳极材料叠合固定而成。

6.根据权利要求4所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述光电化学废水资源化装置包括4~9个串联的pfc单元。

7.根据权利要4所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述强碱溶液为氢氧化钠溶液,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.8~1.2mol/l。

8.根据权利要1所述的光电化学废水资源化装置,其特征在于,所述处理的废水中溶解的无机盐为硫酸钠、硫酸钾或者磷酸盐,所述无机盐的浓度为0.05~0.5mol/l,所述废水的cod浓度为1mg/l~500mg/l,所述光电化学废水资源化装置还包括水泵,所述水泵用于提供废水在串联的pfc单元的反应室中流动的动力,所述的光源的光强为30~150mwcm-2,所述多孔隔膜为尼龙网或多孔陶瓷片。

9.一种光电化学废水处理方法,其特征在于,所述光电化学废水处理方法应用如权利要求1-8任一所述的光电化学废水资源化装置,所述光电化学废水处理方法包括以下步骤:

在光源照射光电化学废水资源化装置的光阳极和接通所述串联的pfc单元外电路的条件下,将含有无机盐和有机物的废水流动通过所述串联的pfc单元的反应池。

10.根据权利要求9所述的光电化学废水处理方法,所述无机盐为硫酸钠、硫酸钾或者磷酸盐,所述有机物为甲基橙、酸性橙、盐酸四环素、环丙沙星、苯妥英、亚甲基蓝、罗丹明b、双酚a、阿特拉津、2-氯苯酚中的至少一种。


技术总结
本发明提供了一种光电化学废水资源化装置,包括光源和3个以上串联的PFC单元;所述PFC单元包括光阳极、多孔隔膜、阴极和反应池,所述光阳极由2片以上的阳极材料叠合固定而成,所述光阳极和阴极分别叠合固定在所述多孔隔膜的两侧面上,所述多孔隔膜将反应池分割为阳极室和阴极室,所述阳极室设置有进水口,所述阴极室设置有出水口,所述串联的PFC单元中上一个PFC单元的出水口与下一个PFC单元的进水口管路连通;所述光电化学废水资源化装置处理的废水中溶解有无机盐和有机化合物。本发明的光电化学废水资源化装置在光源照射光阳极的情况下,通过不断流通过反应池中的溶解有无机盐和有机化合物的废水,可以实现连续的高效废水净化和对外发电。

技术研发人员:曾庆意;常晟;胡春;王铭麒
受保护的技术使用者:广州大学
技术研发日:2020.01.10
技术公布日:2020.05.29
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