本发明涉及一种电化学方法，尤其涉及一种阴阳极同时去除溴酸盐的电化学反应器，属于电化学水处理的技术领域。
背景技术：
溴酸盐是一种含溴离子的原水经过臭氧消毒或加氯消毒后产生的有毒致癌副产物。溴酸盐是一种强氧化剂，在水中性质非常稳定，一经形成很难去除。在动物实验中发现溴酸盐使动物细胞出现肿瘤，还可以导致细胞dna的损伤。国外研究表明，一个体重70kg的成年人，每天饮水2l，当溴酸盐浓度为5，0.5和0.05μg/l时，其终身致癌率为10-4，10-5和10-6。溴酸盐已经被国际癌症研究机构定为2b级(较高致癌可能性)潜在致癌物。2004年世界卫生组织最新的《饮用水水质准则》中将溴酸盐限值从25μg/l修订为10μg/l。我国自2007年7月开始实施的新《生活饮用水卫生标准》中，也规定饮用水中溴酸盐的最大浓度限值为10μg/l。
鉴于水体中因臭氧深度处理而产生的溴酸盐给人类健康带来的危害，许多研究者开发了一系列相应的去除溴酸盐的方法。常见的技术方法有活性炭吸附法、纳米零价铁还原法、紫外光降解法和生物降解法。由于活性炭的吸附能力有限，且吸附效能会随着处理时间的延长而不断降低；纳米零价铁对溴酸盐的去除效率很高，但其在空气中极容易氧化；生物降解法分解溴酸盐后，还需要进行较强的后处理，以去除水中生物和产生的代谢产物。因此，上述方法在实际水体中的应用都受到一定限制。现有的去除溴酸盐的电化学方法大都是采用钯修饰的活性炭、三氧化钼或二氧化钨等做为阴极材料，催化氧化去除溴酸盐。最近，我们在实验过程中发现，当采用钛棒作阳极、钯-镍(pd-ni)修饰的活性炭纤维作阴极时，由于钛棒在通电过程中表面会部分腐蚀，产生二价钛和三价钛，这部分活性钛可以将溴酸盐还原为溴离子；与此同时，溴酸盐也会在活性炭纤维阴极被催化还原，从而实现对溴酸盐的去除。与传统电催化方法都是在阴极还原溴酸盐相比，利用反应器中的阴阳极同时进行溴酸盐的催化还原还未见报道。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电化学反应器及阴阳电极同时去除溴酸盐的方法，具有反应速率快、效果好、运行操作简单的特点。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种电化学反应器，包括阳极室(2)、阴极室(6)和直流稳压电源(4)，其特征在于：阳极室(2)和阴极室(6)中间可以选择性放入离子交换膜隔开；所述直流稳压电源(4)与阳极(3)和阴极(7)通过导线连接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述反应器阳极是经过600目砂纸打磨后的钛棒。
所述反应器阴极是电沉积钯-镍修饰的活性炭纤维电极。
本发明同时提供一种阴阳电极同时去除溴酸盐的方法，其使用了上述的电化学反应器作为处理载体。具体步骤为：将含溴酸盐的废水通过取样口加入阳极室和阴极室中，阴阳两室中间畅通；溴酸盐在阳极发生间接电化学还原反应，在阴极通过催化还原降解，完成对溴酸盐的去除。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明的反应器阳极通过电化学腐蚀产生产二价钛和三价钛离子，这部分活性钛离子将溴酸盐还原为溴离子；与此同时，溴酸盐在阴极被催化还原，实现阴阳两极同时对溴酸盐的去除；
2、本发明反应器反应速率快、效果好、运行操作简单的特点，适于推广应用。
3、本发明的电化学反应器，将阳极的间接还原和阴极的催化还原有效结合，相比于传统单相阴极催化还原的效果好，为水体中溴酸盐的治理提供了新的途径。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明电化学反应器结构示意图；
其中：1-取样口；2-阳极室；3-钛棒阳极；4-直流稳压电源；5-法兰连接；6-阴极室；7-阴极。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
反应器结构如上所述，将阴阳极室用质子交换膜隔开，此时溴酸盐无法通过质子交换膜。阴阳极室通过取样口分别加入浓度为100μg/l、205μg/l、410μg/l和812μg/l的溴酸盐溶液。阳极采用10cm，直径为0.6cm的钛棒；阴极采用长8cm、宽8cm、厚0.5cm的钯-镍(pd-ni)修饰的活性炭纤维，电压设定为1.5v，反应的ph为7.0，反应器在25℃条件下运行180min，每隔30min取样测定水体中溴酸盐的去除情况。
上述的反应后，用离子色谱仪测定水体中剩余溴酸盐浓度，计算溴酸盐的去除率，结果如表1所示。
表1：不同初始浓度条件下阴阳两室分别对溴酸盐的去除率
由表1可知，当利用质子交换膜将阴阳极室分隔开时，阳极室同样可以实现对溴酸盐的去除，但去除率随初始溴酸盐浓度的增大而降低；与此同时，阴极对溴酸盐的催化还原去除率高于阳极去除率。在浓度为812μg/l时，去除率达到96.44％。
实施例2：
反应器结构如上所述，阴阳极室中间不加质子交换膜，使阴阳极室连成一个水槽。从阳极室取样口分别加入浓度为100μg/l、205μg/l、410μg/l和812μg/l的溴酸盐溶液。阳极采用10cm，直径为0.6cm的钛棒；阴极采用长8cm、宽8cm、厚0.5cm的钯-镍(pd-ni)修饰的活性炭纤维，电流强度设定为5ma，反应的ph为7.0，反应器在25℃条件下运行120min，每隔30min取样测定水体中溴酸盐的去除情况。
上述的反应后，用离子色谱仪测定水体中剩余溴酸盐浓度，计算溴酸盐的去除率，结果如表2所示。
表2：不同初始浓度条件下阴阳两室分别对溴酸盐的去除率
由表2可知，当阴阳极室连成一个水槽时，反应器在120min内就可以实现对溴酸盐的去除。当溴酸盐浓度低于410μg/l时，溴酸盐去除率可达100％；当溴酸盐浓度在 410μg/l-812μg/l时，溴酸盐去除率可达98％以上。从表1和表2结果可知，当阴阳电极同时去除溴酸盐时，反应时间相比于单极室去除溴酸盐要短，且反应效率比较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。