多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法、污水处理装置与流程

1.本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法、污水处理装置。


背景技术：

2.染料广泛应用于印染、皮革、造纸、化妆品、油漆、橡胶、塑料、杀虫剂、木材防腐剂等各种工业。一般来说，含10～200mg/l染料的废水排放到自然水体会对生物体造成毒害甚至产生“三致”效应（即致癌、致突变、致畸形效应），因此研发印染废水处理与控制技术十分必要。
3.传统的印染废水治理技术包括：离子交换法、膜分离法、化学沉淀法及氧化还原法等，能较好的降解去除印染废水中的染料分子，处理低cod浓度的印染废水效果较佳。
4.但目前，随着印染技术越来越成熟，各种用来染色的染料物质的生化性质越来越好，印染废水中含有大量具有发色基团的有机物，印染废水中有机物的cod浓度逐渐升高。继续采用传统的印染废水治理技术处理高cod浓度印染废水，存在染料废水中cod去除速率低，高cod也会影响传统的印染废水治理技术处理染料分子的效果，因此导致印染废水处理效果不佳。所以研发更高处理效率的工艺来应对如今的环境要求是当务之急。


技术实现要素：

5.为解决上述问题之一，本发明提出一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法、污水处理装置，同时具备物理截留和化学氧化作用，且在外加电压的作用下，增加电极膜氧化处理能力，对废水同时进行物理和化学处理，解决传统方法处理高cod浓度印染废水不佳的问题，能节约处理工序和时间，同时尽可能减少处理成本。
6.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（a）铸膜液制备：将氧化石墨烯（go）、聚乙烯吡咯烷酮（pvp）加入到n-甲基吡咯烷酮（nmp）中，超声分散1h后加入聚醚砜（pes），然后转入水浴锅中，保持45-50℃恒温，加热搅拌12-14h，待聚醚砜（pes）溶解完全后，得到混合溶液，对所述混合溶液进行超声脱气2h，制备出均匀的铸膜液，聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、n-甲基吡咯烷酮（nmp）和聚醚砜（pes）的用量之和为100％；（b）刮膜：以聚丙烯腈基碳纤维布作为基底，将聚丙烯腈基碳纤维布平整地铺在玻璃板上，用蒸汽熨斗将聚丙烯腈基碳纤维布熨平，再用透明胶布将聚丙烯腈基碳纤维布固定好，使聚丙烯腈基碳纤维布尽可能地平整，然后将步骤（a）制备的铸膜液倒在聚丙烯腈基碳纤维布上，调整刮刀的刮膜厚度为200μm，利用刮膜器进行刮膜，刮膜完成后暴露在空气中放置20s，制得电极预膜，将获得的电极预膜储存于去离子水中备用；
（c）负载活性组分：将氧化钇和氧化钴溶于水配制成浓度为1mol/l-5mol/l的复合浸渍液，先将步骤（b）所得电极预膜先置于含水的乙醇溶液中预处理，溶解致孔剂聚乙烯吡咯烷酮（pvp），进行造孔，然后用去离子水清洗后，再浸渍于复合浸渍液中，使膜完全浸没于溶液中，静置24h后取出，再用去离子水清洗，即制得y-co/go/pes膜；（d）y-co/go/pes膜的改性：将步骤（c）制备好的y-co/go/pes膜浸没到抗坏血酸溶液中，再转入恒温加热磁力搅拌器中水浴加热至95-100℃，反应2h，将膜内的氧化石墨烯（go）还原为还原氧化石墨烯（rgo），从而获得y-co/rgo/pes阳极膜，即为多组分电湿式联合催化改性电极膜。
7.进一步地，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、0.5%-10%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、15%-20%的聚醚砜（pes）、余量为n-甲基吡咯烷酮（nmp），上述各组分的用量之和为100％。
8.进一步地，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、83.2%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
9.进一步地，所述步骤（c）中，含水的乙醇溶液中水与乙醇的体积比为1：4。
10.进一步地，所述步骤（c）中，氧化钇与氧化钴的质量比为2：1。
11.进一步地，所述步骤（d）中，所述抗坏血酸溶液中，抗坏血酸的质量占比为10％。
12.本发明还公开了一种污水处理装置，其特征在于，包括反应池，还包括放置在反应池中且分别与电源正极连接的阳极膜组件和与电源负极连接的阴极碳板，反应池内底部设置有曝气头，曝气头通过气管与反应池外的供气源相连通，进水管的一端连接至原水池，另一端延伸至反应池中，进水管上具有第一蠕动泵，出水管的一端连接至净水池，另一端与阳极膜组件连接，出水管上具有第二蠕动泵，所述阳极膜组件包括通过上述的制备方法获得的多组分电湿式联合催化改性电极膜。
13.进一步地，所述阳极膜组件包括相互平行且等大设置的前玻璃板、中玻璃板、后玻璃板，以及夹持在前玻璃板与中玻璃板之间的第一多组分电湿式联合催化改性电极膜、夹持在后玻璃板与中玻璃板之间的第二多组分电湿式联合催化改性电极膜，所述前玻璃板和后玻璃板的中心均开设有透水孔，中玻璃板中心具有存液腔，出水管的一端与存液腔相连通，反应池内的原水依次通过透水孔、多组分电湿式联合催化改性电极膜进入存液腔中，存液腔中的净水经出水管、第二蠕动泵排出。
14.进一步地，所述反应池为水浴锅；供气源为空气压缩机。
15.进一步地，所述前玻璃板、中玻璃板、后玻璃板通过塑料螺丝拧紧在一起。
16.进一步地，所述透水孔为5cm
×
6cm的方孔。
17.进一步地，所述进水管和出水管出水方式为蠕动泵加压出水。
18.进一步地，膜出水流量为1.25ml/min。
19.进一步地，极板材料使用石墨板作阴极。
20.进一步地，曝气方式为底部曝气，使用空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化。
21.进一步地，电源为直流电源。
22.进一步地，电源电流控制在20ma。
23.本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法中，铸膜液包含致孔剂聚乙烯吡咯烷酮（pvp），电极预膜先置于含水的乙醇溶液中预处理，溶解致孔剂聚乙烯吡咯烷酮（pvp），进行造孔，由于致孔剂的存在，使得所制电极膜具有微孔，实验表明，该膜具有良好的物理截留的作用，获取去除cod的能力，解决染料废水中cod去除速率低的问题。（2）利用多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，制得的改性电极膜，膜表面及微孔中负载活性催化组分，可进行化学氧化作用，能够同时具备物理截留和化学氧化作用膜材料，对废水同时进行物理和化学处理，节约处理工序和时间，同时尽可能减少处理成本。（3）利用多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所制得电极膜材料上复合负载y、co元素，降低了反应活化能，提高了膜的氧化还原能力。（4）将湿式催化活性组分负载于电极膜上，摒弃了传统填料方式，直接在电极膜上进行催化氧化反应，膜上微孔增加了催化剂接触面积，结合泵出水方式，可提高氧化效率，减少能量浪费。（5）膜材料中添加石墨烯材料，使膜具有良好的导电性能。膜材料上的湿式催化活性组分的催化作用，配合装置外加电源，以电化学反应刺激轻基自由基的产生，同时又能促进吸附在催化剂活性位上的有机物分子发生进一步活化，二者的联合作用效果远远大于两者单独反应去除效率之和，存在协同效应。（6）一种污水处理装置，所述阳极膜组件包括上述的制备方法获得的多组分电湿式联合催化改性电极膜能够同时具备物理截留和化学氧化作用膜材料，对废水同时进行物理和化学处理，改善了传统高级氧化法处理后固液混合的情况，节约处理工序和时间，同时尽可能减少处理成本。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制；图1为污水处理装置的整体结构图；图2为实施例1～实施例6对应所制阳极膜组件的检测结果图；图3为实施例2、实施例7～实施例12对应所制阳极膜组件的检测结果图；图4为实施例2、实施例13～实施例14对应所制阳极膜组件的检测结果图；图5为实施例16的检测结果图；图6为实施例17的检测结果图；图7为实施例18的检测结果图；图8为实施例19的检测结果图；图9为实施例20的检测结果图；具体实施方式：为了使本发明的制备方法更明了，使用效果和产品优点更清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。接下来，所述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例有助于诠释和界定本发明的发明内容，本专业其他研究者在没有做出比较突出的创造性劳动之前得到的其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
25.下面结合实施例，进一步阐述本发明：实施例1：
甲基吡咯烷酮（nmp）。
33.实施例5：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、19%的聚醚砜（pes）、80.2%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
34.实施例6：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、20%的聚醚砜（pes）、79.2%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
35.实施例7：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、1%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、82.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
36.实施例8：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、2%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、81.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
37.实施例9：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、4%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、79.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
38.实施例10：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、6%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、77.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
39.实施例11：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、8%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、75.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
40.实施例12：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组
成：0.3%的氧化石墨烯（go）、10%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、73.7%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
41.实施例13：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、83.2%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）；所述步骤（c）中，氧化钇与氧化钴的质量比为1：2。
42.实施例14：本实施例提供一种多组分电湿式联合催化改性电极膜的制备方法，所述制备方法与实施例1一致，区别仅在于，所述步骤（a）中，所述铸膜液以质量百分比计，由以下原料组成：0.3%的氧化石墨烯（go）、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、16%的聚醚砜（pes）、83.2%的n-甲基吡咯烷酮（nmp）；所述步骤（c）中，氧化钇与氧化钴的质量比为1：1。
43.实施例15本实施例提供一种污水处理装置，如图1所示，包括反应池（3），还包括放置在反应池（3）中且分别与电源（6）正极连接的阳极膜组件（1）和与电源（6）负极连接的阴极碳板（2），反应池（3）内底部设置有曝气头（4），曝气头（4）通过气管与反应池（3）外的供气源相连通，进水管的一端连接至原水池，另一端延伸至反应池（3）中，进水管上具有第一蠕动泵，出水管的一端连接至净水池，另一端与阳极膜组件（1）连接，出水管上具有第二蠕动泵，所述阳极膜组件（1）包括通过上述实施1-14所述制备方法获得的多组分电湿式联合催化改性电极膜。
44.进一步地，所述阳极膜组件（1）包括相互平行且等大设置的前玻璃板、中玻璃板、后玻璃板，以及夹持在前玻璃板与中玻璃板之间的第一多组分电湿式联合催化改性电极膜、夹持在后玻璃板与中玻璃板之间的第二多组分电湿式联合催化改性电极膜，所述前玻璃板和后玻璃板的中心均开设有透水孔，中玻璃板中心具有存液腔，出水管的一端与存液腔相连通，反应池（3）内的原水依次通过透水孔、多组分电湿式联合催化改性电极膜进入存液腔中，存液腔中的净水经出水管、第二蠕动泵排出。所述反应池（3）为水浴锅；供气源为空气压缩机（5）；阴极碳板（2）为石墨板。
45.利用上述污水处理装置，分别模拟染料废水实验。原水中罗丹明b含量为5mg/l，cod=7.79mg/l。罗丹明b是一种应用广泛的人工合成三苯甲烷类染料，不仅生物毒性大，而且还有致癌作用。
46.采用上述实施例1-14制得的多组分电湿式联合催化改性电极膜制加工出对应的阳极膜组件（1），并将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作为阴极，采用控制变量法，即改变某一实验变量时，其余变量保持不变，以探究各个变量改变时对实验结果的影响。
47.具体的操作方法为采用电化学反应装置，施加一定的实验条件，取出水样的cod的测定采用国标法《化学需氧量的测定重铬酸钾法》（gb11914-89）。测定时，取水样1.5ml，加入cod试剂，混匀，在时于消解仪中计时加热15min。然后在波长处，以纯水为参比，用cm-02型台式cod测定仪测定吸光度值。其中，原水也要测定cod，用以与出水cod对比，分析其去除效果。
48.cod去除率=，其中cod0为原水的cod浓度，cod为处理后出水的cod浓度。
49.图2为实施例1～实施例6对应所制阳极膜组件的检测结果图，由图2数据可知，在保持聚乙烯吡咯烷酮（pvp）含量不变的情况下，随着聚醚砜（pes）含量的升高，在最佳含量区间段里装置处理效果是先升高后降低的，该区间段内当聚醚砜（pes）含量为16%时，cod去除效果优于其他含量，且能满足实验效果。
50.图3为实施例2、实施例7～实施例12对应所制阳极膜组件的检测结果图；由图3数据可知，在保持聚醚砜（pes）含量不变的情况下，随着聚乙烯吡咯烷酮（pvp）含量的升高，在最佳含量区间段里装置处理效果是先为一个较为稳定的阶段，后处理效果迅速下降，综合成本及处理效果，可选择聚乙烯吡咯烷酮（pvp）添加值为0.5%时，且能满足实验效果。
51.图4为实施例2、实施例13～实施例14对应所制阳极膜组件的检测结果图，；由图4数据可知，催化活性组分氧化钇与氧化钴的质量比可影响装置处理效果，上述实施例选用效果较好的三个比例进行比较，结果显示，氧化钇与氧化钴的质量比为2:1时，装置处理效果最好，且能满足实验效果。
52.综上所述，实施例1～实施例14对应所制阳极膜组件的检测结果可以看出，污水处理装置cod的去除效果明显，能够满足实验要求效果。
53.其中，可选择氧化石墨烯（go）添加值为0.3%、聚醚砜（pes）添加值为16%、聚乙烯吡咯烷酮（pvp）添加值为0.5%、n-甲基吡咯烷酮（nmp）的添加值为83.2%；氧化钇与氧化钴的质量比为2:1，进行效果测试实验，该添加量下能够满足实验要求效果，且处理效果最佳。
54.实施例16本实施例提供一种污水处理装置，如图1所示，包括反应池（3），还包括放置在反应池（3）中且分别与电源（6）正极连接的阳极膜组件（1）和与电源（6）负极连接的阴极碳板（2），反应池（3）内底部设置有曝气头（4），曝气头（4）通过气管与反应池（3）外的供气源相连通，进水管的一端连接至原水池，另一端延伸至反应池（3）中，进水管上具有第一蠕动泵，出水管的一端连接至净水池，另一端与阳极膜组件（1）连接，出水管上具有第二蠕动泵，所述阳极膜组件（1）包括通过上述实施2中制备方法获得的多组分电湿式联合催化改性电极膜。
55.进一步地，所述阳极膜组件（1）包括相互平行且等大设置的前玻璃板、中玻璃板、后玻璃板，以及夹持在前玻璃板与中玻璃板之间的第一多组分电湿式联合催化改性电极膜、夹持在后玻璃板与中玻璃板之间的第二多组分电湿式联合催化改性电极膜，所述前玻璃板和后玻璃板的中心均开设有透水孔，中玻璃板中心具有存液腔，出水管的一端与存液腔相连通，反应池（3）内的原水依次通过透水孔、多组分电湿式联合催化改性电极膜进入存液腔中，存液腔中的净水经出水管、第二蠕动泵排出。
56.进一步地，所述反应池（3）为水浴锅；供气源为空气压缩机（5）；阴极碳板（2）为石墨板。
57.利用上述污水处理装置，模拟染料废水实验。
58.将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作阴极，阳极、阴极分别与电源（6）的正极、负极连接，电源（6）提供外加恒电流。第二蠕动泵控制蠕动泵转速为1.5rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时第一蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应池（3）内液面稳定。
59.原水池内待处理原溶液ph为中性，罗丹明b浓度为5mg/l，吸光度为1.088，电解质硫酸钠浓度为0.05mmol/l。
60.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，反应池（3）内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行40min后进行开始取样，然后每隔30min取样一次。
61.将外加电流分别调至5ma、10ma、15ma、20ma、22ma，考察不同外加电流对sno2/rgo/pvdf阳极膜降解罗丹明b效果的影响，其实验结果如图5所示。
62.由图5可知，5ma时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为71.97%，最小去除效率为69.21%，平均去除效率为71.21%。
63.10ma时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为73.07%，最小去除效率为72.15%，平均去除效率为72.68%。
64.15ma时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为76.65%，最小去除效率为75.46%，平均去除效率为76.29%。
65.20ma时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为86.12%，最小去除效率为85.39%，平均去除效率为85.71%。
66.22ma时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为84.83%，最小去除效率为83.55%，平均去除效率为83.86%。
67.因为罗丹明的最大、最小的去除效率的计算有些是在出水结果不稳定时得出的，所以要以平均去除效率进行结果分析。随着外加电流的增大，出水的吸光度越来越小，对罗丹明b的降解效果越好，但22ma时的出水吸光度要比20ma时出水的吸光度要大，此时的降解效果开始变差，且如果继续增加电流，阳极电压将会超过1.5v，此时水会电解，从而使得实验结果无意义。所以得出最出改性电化学阳极膜降解罗丹明b的最佳电流大约为20ma。
68.实施例17采用实施例16提供的一种污水处理装置，进行模拟染料废水实验。
69.将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作阴极，阳极、阴极分别与电源（6）的正极、负极连接，电源（6）提供外加恒电流为20ma。
70.原水池内待处理原溶液ph为中性，罗丹明b浓度为5mg/l，吸光度为1.088，电解质硫酸钠浓度为0.05mmol/l。
71.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行40min后进行开始取样，然后每隔30min取样一次。
72.使用第二蠕动泵控制出水，同时控制第一蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应池（3）内液面稳定，将出水流量分别调至1.25ml/min、2.4ml/min、3.6ml/min、4.9ml/min、6.0ml/min，考察不同出水流量对sno2/rgo/pvdf阳极膜降解罗丹明b效果的影响，其结果如图6所示。
73.由图6可知，1.25ml/min时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为86.12%，最小去除效率为85.39%，平均去除效率为85.71%。
74.2.4ml/min时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化很大，刚开始出水吸光度很低，甚
至低于1.25ml/min时的出水吸光度，但后来出水的吸光度逐渐升高，直至曲线变化平稳后出水的吸光度仍大于1.25ml/min时的出水，计算得出最大去除效率为88.33%，最小去除效率为78.13%，平稳后平均去除效率为78.34%。
75.3.6ml/min时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为83.36%，最小去除效率为72.24%，平均去除效率为72.43%。
76.4.9ml/min时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为67.37%，最小去除效率为54.41%，平均去除效率为54.41%。
77.6.0ml/min时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化很大，刚开始出水吸光度很低，甚至低于4.9ml/min时的出水吸光度，但后来出水的吸光度逐渐升高，直至曲线变化平稳后出水的吸光度仍大于4.9ml/min时的出水，计算得出最大去除效率为72.98%，最小去除效率为52.30%，平稳后平均去除效率为52.53%。
78.因为罗丹明的最大、最小的去除效率的计算有些是在出水结果不稳定时得出的，所以要以平稳后平均去除效率进行结果分析。随着出水流量的增大，出水的吸光度最后稳定值越来越大（虽然1.25ml/min和2.4ml/min、4.9ml/min和6.0ml/min的出水吸光度刚开始取样结果不符合此规律，但稳定后规律稳定），改性电化学阳极膜降解罗丹明b的效果越差。继续减小出水流量会使出水在膜内停留时间过长，从而发生副反应的几率越大，结果不准确，得出最出改性电化学阳极膜降解罗丹明b的最佳流量为1.25ml/min。
79.实施例18采用实施例16提供的一种污水处理装置，模拟染料废水实验。
80.将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作阴极，阳极、阴极分别与电源（6）的正极、负极连接，电源（6）提供外加恒电流为20ma。第二蠕动泵控制蠕动泵转速为1.5rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时第一蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应池（3）内液面稳定。
81.原水池内待处理原溶液ph为中性，罗丹明b浓度为5mg/l，吸光度为1.088，电解质硫酸钠浓度为0.05mmol/l。
82.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行40min后进行开始取样，然后每隔30min取样一次。
83.将待处理原溶液ph分别调至4.0、7.0、10.0，考察不同ph对sno2/rgo/pvdf阳极膜降解罗丹明b效果的影响，其结果如图7所示。
84.由图7可知，虽然开始取样时出水的吸光度值随ph值增大而增大，但稳定时原水的ph为酸性和碱性的条件下出水的吸光度值都比原水为中性时大，降解效果差，即可得出当罗丹明b原水为中性时阳极膜对其降解效果最好。
85.ph=4.0时，罗丹明的出水吸光度变化曲线变化很大，刚开始出水吸光度很低，但后来出水的吸光度逐渐升高，直至曲线变化平稳后出水的吸光度甚至高于ph=7.0时的出水吸光度，运行190min后出水罗丹明b浓度达到稳定，计算得出最大去除效率为90.07%，最小去除效率为84.01%，平稳后平均去除率为84.01%。
86.ph=7.0时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为86.12%，最小去除效率为85.39%，平均去除效率为85.71%。
87.ph=10.0时罗丹明的出水吸光度变化曲线变化平稳，计算得出最大去除效率为85.48%，最小去除效率为83.55%，平均去除效率为83.55%。
88.值得注意的是，在ph=4.0时，膜初始出水的罗丹明b浓度非常低，之后随运行时间明显增加，膜出水罗丹明b浓度直到运行了180min后才达到稳定，这表明在酸性条件下，阳极膜的对罗丹明b的吸附作用更显著。
89.实施例19采用实施例16提供的一种污水处理装置，模拟染料废水实验。
90.将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作阴极，阳极、阴极分别与电源（6）的正极、负极连接，电源（6）提供外加恒电流为20ma。第二蠕动泵控制蠕动泵转速为6.0rpm，此时膜出水流量4.8ml/min，同时第一蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应池（3）内液面稳定。
91.原水池内待处理原溶液ph为中性，罗丹明b浓度为5mg/l，吸光度为1.088，电解质硫酸钠浓度为0.05mmol/l。
92.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃。
93.将电解质硫酸钠浓度分别调至0.01mol/l、0.02mol/l、0.03mol/l、0.04mol/l、0.05mol/l、0.06mol/l、0.07mol/l、0.08mol/l、0.09mol/l、0.10mol/l，考察不同硫酸钠浓度对电解池两极电压及阳极电位的影响，其结果如图8所示。
94.由图8可知，随着硫酸钠浓度的增加，正极电压变化很小，基本保持不变，但正负极间的电压在逐渐减小，已知外加电流为恒电流20ma，故可得出结论：随着硫酸钠浓度增大，正负极间的电阻减小。即硫酸钠浓度越大，电解质浓度越大，相同条件下降解效果越好。当硫酸钠浓度大于0.04mol/l时，外加电压及阳极电位随硫酸钠浓度的变化趋势明显减缓，考虑到能耗、出水盐度及药剂费等因素，硫酸钠最佳浓度应控制为0.05mol/l。
95.实施例20采用实施例16提供的一种污水处理装置，模拟染料废水实验。
96.将阳极膜组件（1）作为阳极，石墨板作阴极，阳极、阴极分别与电源（6）的正极、负极连接，电源（6）提供外加恒电流为20ma。
97.第二蠕动泵控制蠕动泵转速为1.5rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时第一蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应池（3）内液面稳定。
98.原水池内待处理原溶液ph为中性，罗丹明b浓度为20mg/l，电解质硫酸钠浓度为0.05mmol/l。
99.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，反应池（3）内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行40min后进行开始取样，然后每隔30min取样一次，其结果如图9所示。
100.由图9可知，原水的cod浓度为31.16mg/l，在运行的160min时间内，出水cod的浓度较稳定，出水的平均cod浓度为15.23mg/l，计算得出最大去除效率为54.08%，最小去除效率为46.63%，平均去除效率为51.12%。由图可知出水cod浓度相比于原水浓度明显减小，可知改性电化学阳极膜对罗丹明b中cod的去除效果明显，证明在此操作条件下部分的罗丹明b被阳极膜矿化为二氧化碳和水。
101.选择上述最佳反应条件进行实际废水实验。
102.实施例21只采用实施例16提供的一种污水处理装置中的膜组件，不添加电源且膜上不添加
氧化钇和氧化钴等活性组分，进行废水实验。
103.实际工业废水应用试验：取某化学公司工业生产废水，cod=18000mg/l，浊度=2.85ntu，将未加改性的膜组件放入水中，不加电源，使用蠕动泵控制蠕动泵转数为1.5rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时用另一台蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应装置内液面稳定。
104.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行1h后取样测定，结果显示废水cod=17200mg/l，浊度=0.006ntu。
105.结果表明，不加湿式催化活性组分和电源，单纯以膜处理废水，可以起到物理截留作用，废水浊度大幅下降，但有机物指标cod处理效果很小，可忽略不计，故证明单纯膜作用对有机物降解效果不佳。
106.实施例22采用实施例16提供的一种污水处理装置，进行实际废水实验。
107.采用实施例16-20提供的反应条件，进行工业生产废水实验。
108.实际工业废水应用试验：取同实施例21的某化学公司工业生产废水，cod=18000mg/l，浊度=2.85ntu，将改性电化学膜组件作为阳极，石墨板为阴极，在外加恒电流的控制下，使用蠕动泵控制蠕动泵转数为1.5 rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时用另一台蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应装置内液面稳定，外加电流调至20ma，电解质硫酸钠浓度为0.05mol/l。
109.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行1h后取样测定，结果显示废水cod=8800mg/l，浊度=0.006ntu。
110.结果表明，湿式催化联合电场作用下，在起到膜原本具有的物理截留作用的同时，还可对废水中有机物进行降解，有机物指标cod可下降51%。故证明湿式催化联合电场作用下，再联合膜的物理截留作用，可对废水进行物理与化学的双重处理，且效果良好。
111.实施例23本采用实施例16提供的一种污水处理装置，进行实际废水实验。
112.采用实施例16-20提供的反应条件，进行工业生产废水实验。
113.实际工业废水应用试验：取某印染公司工印染废水，cod=3000mg/l，色度为浅黄色透明液体。将改性电化学膜组件作为阳极，石墨板为阴极，在外加恒电流的控制下，使用蠕动泵控制蠕动泵转数为1.5rpm，此时膜出水流量1.25ml/min，同时用另一台蠕动泵控制进水为相同流量，保持反应装置内液面稳定，外加电流调至20ma，电解质硫酸钠浓度为0.05mol/l。
114.空气压缩机曝气搅拌以消除浓差极化，装置内容积为1450ml，反应水浴温度保持在20℃，为消除阳极吸附的影响，运行1h后取样测定，结果显示废水cod=1235mg/l，废水趋于无色。
115.结果表明，湿式催化联合电场作用下，可对印染废水进行处理，有机物指标cod可下降58.8%，且可以对印染废水色度进行去除，效果良好。
116.综合实施例22、23可知，该电极膜对实际废水化学需氧量具有处理作用，降解率可
超过50%，且对染料废水具有脱色作用，可将染料废水色度完全脱除。
117.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
118.本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。