高强度的电流通过，在阳极7A上产生适度的偏压。
[0069]通过电极7与供应直流电流的发生器连接使电流流经池2。
[0070]例如，系统4施加约IV至约10V，优选1.5V至3.5V的电压。
[0071]供应至电极7的电流的强度得自欧姆定律；假定氢氧化钠溶液的电导率在70，000 μ S左右，所吸收的电流在35Α至50Α左右。
[0072]电极7的尺寸为使得确保电荷密度为约250A/m2至约450A/m2。
[0073]基于法拉第定律，电解反应在高铁酸钠形成的产率方面平均为25%至45%。
[0074]系统4还与温度传感器19和加热元件18以如下的方式连接:一旦控制单元24通过温度传感器19检测到室12中的温度，所述控制单元24就会相应地控制加热元件18。
[0075]控制单元24还控制泵20以控制池2的运行。
[0076]池2中发生的电解反应连续地产生高铁酸钠，其通过室12各自的出口 25排出用于期望的用途并且收集在例如存储器26中。
[0077]阴极电解液从阴极室9的出口 27排出。
[0078]根据本发明制备的碱性高铁酸盐(具体为高铁酸钠)可具有多个应用，特别是用于水和废水处理，如下文中举例说明的。
[0079]通过本发明获得的产物特别适合于水和废水处理，因为它们实际上是无氯的纯净产物；本发明的具体制备方法导致产物在所有的处理方法和应用中具有显著改善的性能。
[0080]I)在采掘业(矿)中用于去除氰化物的用途
[0081]采金工业的载有氰化物的流出物必须在释放到环境中之前进行处理。目前的处理方法，例如自然降解、基于硫的工艺、过氧化氢工艺、臭氧化和碱性氯化不足以满足最近的处理标准。利用+6氧化态的铁(B卩，高铁酸盐[Fe (VI)])的新化学氧化剂适合于氧化采金废水中的氰化物。在几秒钟至几分钟中就可实现氰化物和硫氰酸盐的完全去除，并且形成危害性较小的产物。氰化物的破坏产生了氰酸盐，而硫酸盐和氰酸盐是硫氰酸盐氧化的产物。
[0082]2)砷的去除
[0083]亚砷酸盐[As (III)]通常比砷酸盐[As (V)]毒性更大。
[0084]三价砷的毒性也与其对生物分子如谷胱甘肽(GSH)和硫辛酸以及许多酶的半胱氨酰残基的高亲和力有关。As (III)-硫键的形成抑制酶如谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白过氧化物酶的活性。还已知DMA(III)与富硫蛋白形成络合物。
[0085]氯化物和臭氧与As (III)反应非常迅速，而氯胺和过氧化氢则反应缓慢。二氧化氯是强氧化剂，但是其不能完全氧化As (III)。游离氯或次氯酸盐对于As (III)氧化是有效的，但是氯化作用产生消毒剂副产物(DBP)并且将其留在经处理的水中，包括三卤甲烷(THM)，其为已示出具有致癌性的DBP的实例。虽然臭氧可降低THM和卤乙酸(HAA)的水平，但是其可通过与水中存在的溴化物反应形成强致癌的溴酸根离子。
[0086]高铁(VI)酸盐[Fe (VI) 042_，Fe (VI)]可解决与使用其他化学氧化剂以移除砷有关的一些问题。引起关注的是，Fe(VI)不与溴离子反应，并因此在处理含溴化物的水中不产生致癌溴酸盐离子。而且，无毒的Fe(III)是Fe (VI)的副产物；其充当适合于移除As (V)(As(III)的氧化产物)的有力的促凝剂。因此，Fe(VI)充当多功能化学品:氧化剂、消毒剂和促凝剂。最后，研究了使用紫外光辐照进行的As(III)的光化学氧化，并且使用二氧化钛的光催化氧化也看起来对于将亚砷酸盐氧化为毒性较小的砷酸盐，然后使砷酸盐吸附到颗粒上是具有前景的。
[0087]3)灭菌
[0088]氧化态(VI)的铁化合物的优点是其为强力的抗氧化剂和杀菌剂，这解释了其在水处理中引起的特别的关注。高铁酸盐显示出关于抑制致病微生物(大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、芽抱杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、幾肠球菌(Enterococcusfaecal is))能力的优良性能。
[0089]4)生物淤积控制
[0090]高铁酸盐离子是比臭氧、溴或氯更强的氧化剂。可建议高铁酸钾和高铁酸钠作为用于水防污处理的选择的制剂，因为其易于生产、化合物的稳定性并且没有有害副产物。
[0091]所述技术虽然有前景，但是仍然是相对较新的，并且目前还没有关于在船用海水管道环境中运行的系统的效能和影响的文献，但是其已被试用于压舱水的船上处理。
[0092]5)压舱水
[0093]高铁酸盐还适合作为用于压舱水处理的成功的添加剂，以得到最终浓度小于lCFU/ml的肠球菌(Enterococci),小于2.5CFU/ml的大肠杆菌以及小于1CFU/100ml的霍乱弧菌(Vibr1 cholerae)。
[0094]现有研究证明在5ppm至1ppm范围中的高铁酸盐剂量对于完全消毒是有效的。
[0095]因此，高铁酸盐显示出在压舱水处理中作为有效消毒剂的良好潜力。
[0096]6 )重金属(铜-EDTA )解络
[0097]Fe (VI)可用作多功能试剂以处理通过EDTA氧化、Cu (II)-EDTA解络合以及后续通过沉淀移除游离铜处理由Cu(II)-EDTA污染的工业废水。
[0098]根据pH在Fe (VI)的过量浓度下进行1M至4M Cu (II)-EDTA物质的解络。应注意，酸性条件有助于Cu(II)-EDTA的解络，因为解络在pH高达6.5下几乎为100%。
[0099]7)藻类凝聚和移除
[0100]当用高铁(VI)酸盐预处理水时发现了藻类增强的凝聚。在两种水中，通过明矾进行的藻类移除通过在预氧化时间中使用低剂量的Fe (VI)而显著增强。用Fe (VI)预处理降低了腐殖酸对藻类凝聚的不利影响。
[0101]8)填埋垃圾浙出液处理
[0102]随着填埋垃圾成熟，浙出液中的可生物降解物质被消耗并且剩余的化合物越来越难降解。
[0103]一些现有研究的结果证明，高铁酸盐在宽pH范围中是有效的。另外的优点包括高铁酸盐具有较高的有机物移除能力，产生更多测量为化学需氧量/溶解有机碳的经氧化的有机化合物，并且产生更多可生物降解的副产物。
[0104]9)小的饮用水系统
[0105]许多小的饮用水系统由于其大小(例如，受限的财力和人力资源)，并且有时因为其远程位置而具有一些缺点。
[0106]高铁酸盐氧化适合于解决小的系统所面对的各种各样的水品质和处理问题。
[0107]—般的工作假设是，高铁酸盐:
[0108](a)比现有常规氧化技术如氯化、氯胺消毒(chloraminat1n)和高锰酸盐氧化更有效且危害更小；并且
[0109](b)性能上与成本更大、危险更大或需要专业技能操作的先进技术如臭氧化或二氧化氯氧化相当。
[0110]10)气味控制——移除硫醇
[0111]含硫化合物代表具有气味的一类组分，所述气味来源于污水和废水处理厂并且与多种工业活动有关。电产生的高铁(VI)酸盐可用于移除气态甲硫醇(CH3SH),用以气味控制。
[0112]最后，应理解，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可对本文所描述和阐明的方法和设备进行进一步的修改和改变。
【主权项】
1.一种用于生产碱性高铁酸盐特别是高铁酸钠的方法，包括以下步骤:提供电解池(2)，所述电解池具有至少一个设置有至少一个含铁阳极(7A)的阳极室(8)和至少一个设置有至少一个阴极(7B)的阴极室(9);通过由经烧结的金属材料特别是钢型材料制成的至少一个传导膜(10)使所述阳极室(8)隔离于所述阴极室(9);使包含碱金属水溶液的阳极电解液在所述阳极室(8)中连续循环并且在所述阴极室(9)中供应阴极电解液；以及使所述池(2)中的电流在所述阳极(7A)与所述阴极(7B)之间循环，以获得电解反应并在所述阳极(7A)处形成碱性高铁酸盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解反应的产物从所述阳极室(8)中连续排出。
3.根据权利要求1所述的方法，其用于生产高铁酸钠，其中所述阳极电解液包含氢氧化钠的水溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜(10)是以经蒸气-烧结的金属粉末为基础的多孔膜，特别是包含金属氧化物的钢基烧结膜。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜(10)在所述膜的外表面上和穿过所述膜(10)的孔内部均设置有氧化层。
6.一种用于生产碱性高铁酸盐特别是高铁酸钠的设备(1)，其包括电解池(2)，所述电解池(2)具有至少一个设置有至少一个含铁阳极(7A)的阳极室(8)和至少一个设置有至少一个阴极(7B)的阴极室(9);所述阳极室(8)容纳包含碱金属水溶液的阳极电解液，所述阴极室(9)容纳阴极电解液；所述设备的特征在于所述阴极室(9)通过由经烧结的金属材料特别是钢型材料制成的至少一个传导膜(10)隔离于所述阳极室(8)。
7.根据权利要求6所述的设备，其包括以使得所述阳极电解液在所述阳极室(8)中连续循环并使电解反应产物从所述阳极室(8)中连续排出的方式配置的循环系统(3)。
8.根据权利要求6所述的设备，其用于生产高铁酸钠，其中所述阳极电解液包含氢氧化钠的水溶液。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述膜(10)是以经蒸气-烧结的金属粉末为基础的多孔膜，特别是包含金属氧化物的钢基烧结膜。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述膜(10)在所述膜的外表面上和穿过所述膜(10)的孔内部均设置有氧化层。
11.根据权利要求6所述的设备，其中所述膜设置有密封系统(13)，所述密封系统(13)包括框形垫圈(14)对，所述框形垫圈(14)对沿所述膜(10)的周向边缘(15)布置在所述膜(10)的相反面上并且耦接在一起以便使所述膜(10)在其之间夹紧。
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产碱性高铁酸盐特别是高铁酸钠的方法，其包括以下步骤：提供电解池（2），所述电解池具有至少一个设置有至少一个含铁阳极（7A）的阳极室（8）和至少一个设置有至少一个阴极（7B）的阴极室（9）；通过由经烧结的金属材料特别是钢型材料制成的至少一个传导膜（10）使阳极室（8）隔离于阴极室（9）；使包含碱金属水溶液的阳极电解液在阳极室（8）中连续循环并且在阴极室（9）中供应阴极电解液；以及使池（2）中的电流在阳极（7A）与阴极（7B）之间循环，以获得电解反应并在阳极（7A）处形成碱性高铁酸盐。
【IPC分类】C25B1-00, C25B9-08
【公开号】CN104593801
【申请号】CN201410150472
【发明人】费德里科·里瓦尔塔
【申请人】因泰克纳公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年4月15日