公布日：2023.11.14
申請日：2023.08.28
分類號：C02F1/467(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發明屬于廢水處理技術領域，具體公開一種吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，用于廢水處理。該方法合成了一種具有分級結構的導電吸附填料，該填料比表面積大，能夠提高硫脲吸附效率。在吸收塔中依次分層填充密度逐漸增大的導電吸附填料，廢水自塔頂進料，實現廢水的逐級吸附過濾。在此基礎上，在填料吸收塔中的導電吸附填料與填料支撐板之間外接電源，構成電解池，使廢水中有機物在導電吸附填料處富集，完成原位電催化氧化，實現連續性吸附提高了降解效率。該發明將導電吸附填料、填料吸收塔和原位電催化氧化等工藝耦合，解決了原有單一方法處理廢水效率低的問題，無需復雜的裝置，適應性強。
權利要求書
1.一種吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、合成導電吸附填料：將泡沫金屬填料浸泡于堿性有機溶劑中，靜置反應，然后向浸泡有泡沫金屬填料的堿性有機溶劑中滴加金屬前驅體溶液，超聲分散，靜置反應，之后取出泡沫金屬填料至馬弗爐中，高溫反應一段時間，得到具有分級結構的導電吸附填料；S2、搭建吸收塔：在吸收塔的內部從上至下設置多個吸附層，所述吸附層包括所述導電吸附填料和填料支撐板，所述導電吸附填料的填充密度自上至下逐漸增大；S3、搭建電催化裝置：將各吸附層的導電吸附填料與承載所述導電吸附填料的填料支撐板均通過外接電源連接構成電解池，所述導電吸附填料做正極，所述填料支撐板做負極；S4、廢水進入吸收塔，在所述電解池通電的條件下，廢水從上至下依次流經各吸附層后出水，廢水中的有機物在被物理吸附的同時發生了原位電催化氧化。
2.根據權利要求1所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，步驟S1中，所述金屬前驅體溶液的濃度為10～30wt％，所述金屬前驅體溶液是硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液和硫酸鐵溶液中的至少一種。
3.根據權利要求2所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，步驟S1中，所述堿性有機溶劑是通過有機溶劑與氫氧化鈉溶液混合反應制備的，所述有機溶劑是過硫酸銨、過硫酸鈉和均苯三甲酸中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，所述有機溶劑的濃度為50～75wt％。
5.根據權利要求1所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，步驟S1中，所述泡沫金屬填料是泡沫銅、泡沫鐵和泡沫鎳中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，步驟S2中，所述填料支撐板是硅基材料、碳素材料和合金中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，在步驟S1中，先將泡沫金屬填料進行清洗，然后再浸泡于堿性有機溶劑中，所述清洗的方法為：將泡沫金屬填料置于異丙醇中，攪拌清洗，之后再用鹽酸溶液清洗泡沫金屬填料的表面，繼續攪拌清洗，超聲振蕩。
8.根據權利要求7所述的吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，其特征在于，步驟S2中，所述吸收塔內還設有液體分布器，所述液體分布器設于吸收塔的液體入口的下方及頂層吸附層的上方之間，除底層吸附層之外的其他吸附層的填料支撐板的下方均設有一個液體再分布器。
9.一種原位電催化氧化技術和吸附法相結合的方法在廢水處理中的應用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，有效解決廢水中的硫脲難以去除且現有方法對廢水中硫脲吸附效率低的問題。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種吸附強化電催化氧化連續處理廢水中硫脲的方法，包括以下步驟：
S1、合成導電吸附填料：將泡沫金屬填料浸泡于堿性有機溶劑中，靜置反應，然后向浸泡有泡沫金屬填料的堿性有機溶劑中滴加金屬前驅體溶液，超聲分散，靜置反應，之后取出泡沫金屬填料至馬弗爐中，高溫反應一段時間，得到具有分級結構的導電吸附填料。
S2、搭建吸收塔：在吸收塔的內部從上至下設置多個吸附層，所述吸附層包括所述導電吸附填料和填料支撐板，所述導電吸附填料的填充密度自上至下逐漸增大。
S3、搭建電催化裝置：將各吸附層的導電吸附填料與承載所述導電吸附填料的填料支撐板均通過外接電源連接構成電解池，所述導電吸附填料做正極，所述填料支撐板做負極。
S4、廢水進入吸收塔，在所述電解池通電的條件下，廢水從上至下依次流經各吸附層后出水，廢水中的有機物在被物理吸附的同時發生了原位電催化氧化。
進一步地，步驟S1中，所述金屬前驅體溶液的濃度為10～30wt％，所述金屬前驅體溶液是硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液和硫酸鐵溶液中的至少一種。
進一步地，步驟S1中，所述堿性有機溶劑是通過有機溶劑與氫氧化鈉溶液混合反應制備的，所述有機溶劑是過硫酸銨、過硫酸鈉和均苯三甲酸中的至少一種。
進一步地，所述有機溶劑的濃度為50～75wt％。
進一步地，步驟S1中，所述泡沫金屬填料是泡沫銅、泡沫鐵和泡沫鎳中的至少一種。
進一步地，步驟S2中，所述填料支撐板是硅基材料、碳素材料和合金中的至少一種。
進一步地，在步驟S1中，先將泡沫金屬填料進行清洗，然后再浸泡于堿性有機溶劑中，所述清洗的方法為：將泡沫金屬填料置于異丙醇中，攪拌清洗，之后再用鹽酸溶液清洗泡沫金屬填料的表面，繼續攪拌清洗，超聲振蕩。
進一步地，步驟S2中，所述吸收塔內還設有液體分布器，所述液體分布器設于吸收塔的液體入口的下方及頂層吸附層的上方之間，除底層吸附層之外的其他吸附層的填料支撐板的下方均設有一個液體再分布器。
本發明還提供一種原位電催化氧化技術和吸附法相結合的方法在廢水處理中的應用。
本發明的有益技術效果是：
(1)本發明將泡沫金屬填料與有機配體通過配位鍵和其他作用方式形成的具有高度規整結構的多孔配位化合物作為吸收塔填料，能夠極大的提高廢水中硫脲的吸附率。
(2)本發明的導電吸附填料的制作方法簡單，穩定性強，具有分級納米結構，能夠有效增加比表面積，提高吸附效率。
(3)本發明將電催化氧化法與吸收塔相聯合，解決電極表面有機物濃度低催化效率低的問題，有利于實現高效捕集后原位電催化氧化，提高降解效率。
(4)本發明的方法能夠從廢水中吸附絕大部分硫脲，廢水中硫脲脫除率達98％，從而減少廢水污染，適用于廢水回收環保領域，具有廣闊的工業應用前景。
（發明人：王明;侯影飛;李佳坤;燕錫堯;周治軍;王珍;宋泓辰）
