本申請(qǐng)涉及環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種同時(shí)氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價(jià)鉻的方法。
背景技術(shù)：
次磷酸根離子因其毒性較小、還原性強(qiáng)，而廣泛應(yīng)用于化學(xué)鍍鉻工藝中。通常化學(xué)鍍鉻工藝中排出的鍍槽廢水中次磷酸根離子的濃度高達(dá)3000mg/L，次磷酸根離子進(jìn)入人體后，將會(huì)影響鈣的吸收。此外，鍍鉻廢水中含有大量高濃度的六價(jià)鉻離子，六價(jià)鉻離子是我國(guó)“十二五”期間重點(diǎn)防控的五大重金屬污染物之一，其毒性比三價(jià)鉻離子高出100倍，對(duì)環(huán)境及人體健康傷害極大。因此，必須妥善處理鍍鉻廢水，嚴(yán)格控制鍍鉻廢水中次磷酸根離子和六價(jià)鉻離子的含量。
由于鍍鉻廢水中往往同時(shí)含有六價(jià)鉻離子和次磷酸根離子。因此，將六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)鉻離子和將次磷酸根離子氧化成正磷酸根離子是去除鍍鉻廢水中的六價(jià)鉻離子和次磷酸根離子的關(guān)鍵步驟。目前的鍍鉻廢水處理方法是先將次磷酸根離子氧化為正磷酸酸根離子，再加入石灰或鐵鹽等試劑，使以正磷酸酸根離子以沉淀的形式去除。然后在鍍鉻廢水加入還原劑，將六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)鉻離子，常用的還原劑有Na2S2O5、NaSO3、NaHSO3和FeSO4等。
但是，現(xiàn)有的鍍鉻廢水處理方法，處理過程中還原劑利用率低、處理后的鍍鉻廢水含鹽量高、且處理過程中產(chǎn)生SO2引起環(huán)境的二次污染；此外，現(xiàn)有的鍍鉻廢水處理方法只能分段還原六價(jià)鉻離子和氧化次磷酸根離子，現(xiàn)有的鍍鉻廢水處理方式工藝繁瑣，還原劑利用率低，增加污水處理投資和運(yùn)行成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提供一種同時(shí)氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價(jià)鉻的方法。此方法克服了現(xiàn)有的鍍鉻廢水的處理方法存在的上述問題，采用此方法可在一個(gè)電解池中同時(shí)氧化次磷酸根離子和還原六價(jià)鉻離子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本申請(qǐng)示出的方法次磷酸根離子的氧化效率為95％，六價(jià)鉻離子的還原效率為99％。
在達(dá)到上述目的中，本申請(qǐng)實(shí)施例示出一種同時(shí)氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價(jià)鉻的方法。所述方法包括使含有添加劑的鍍鉻廢水在電解池中進(jìn)行電解催化反應(yīng)；
所述電解池的陽極材料采用二氧化鈦；
所述電解池的陰極采用石墨電極。
在說明書中所述的鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為100mg/L-1000mg/L左右，pH值為2-13。
根據(jù)本申請(qǐng)示出的方法，將含有添加劑的鍍鉻廢水置于電解池中，本申請(qǐng)以二氧化鈦電極為陽極，以石墨作為陰極構(gòu)建電催化電解催化反應(yīng)體系(電解池)，反應(yīng)過程中陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：H2O-2e-＝H2O2+2H+；鍍鉻廢水中的水還原產(chǎn)生的H2O2將鍍鉻廢水中的六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)鉻離子，在還原過程中的中間產(chǎn)物五價(jià)鉻離子催化H2O2產(chǎn)羥基自由基(·OH)。在催化過程中，五價(jià)鉻離子可降低H2O2產(chǎn)羥基自由基(·OH)反應(yīng)的活化能,即使在常溫下其反應(yīng)速度也非?？?H2O2迅速分解產(chǎn)生大量的·OH；·OH將次磷酸根離子氧化為正磷酸根離子，從而達(dá)到同時(shí)還原六價(jià)鉻離子和氧化次磷酸根離子的目的。整個(gè)電催化電解催化反應(yīng)體系是一個(gè)綠色的化學(xué)反應(yīng)，無需外加H2O2等化學(xué)試劑，反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且本申請(qǐng)示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率可達(dá)到99％對(duì)次磷酸根離子的氧化效率可達(dá)到95％。
由于陰極發(fā)生的電極反應(yīng)：H2O-2e-＝H2O2+2H+，在弱酸性環(huán)境下可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，檸檬酸銨和檸檬酸緩沖液在弱酸性環(huán)境中的緩沖容量較大，所以本申請(qǐng)實(shí)施例采用檸檬酸銨和檸檬酸緩沖液作為添加劑調(diào)節(jié)鍍鉻廢水的pH值，使鍍鉻廢水的pH值控制在3-5的范圍內(nèi)，而較好的是pH3。
由于在反應(yīng)條件恒定時(shí)，傳質(zhì)效率的提高有助于電解催化反應(yīng)的進(jìn)行。通常在電解池中增加攪拌裝置，可以提高電解催化法應(yīng)的傳質(zhì)效率?？紤]到采用最簡(jiǎn)單的裝置，達(dá)到最好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本申請(qǐng)實(shí)施例將陰極設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)式電極，一方面，增加陰極與鍍鉻廢水反應(yīng)接觸量，另一方面，促進(jìn)液相傳質(zhì)過程，進(jìn)而提高反應(yīng)速率，提高電解催化率。
由于電流密度對(duì)電解催化反應(yīng)速率有一定的影響。在電解時(shí)間相同的條件下，電流密度加大六價(jià)鉻離子的還原效率及次磷酸根離子的氧化效率均有提高，但隨著電流密度的逐漸增大，鍍鉻廢水中·OH濃度逐漸增大，·OH逐漸在陽極聚集，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致極板(陰極和陽極)鈍化，同時(shí)增大電流密度導(dǎo)致耗電量的增加。本申請(qǐng)通在電流密度的探索過程中，同時(shí)兼顧電極的鈍化程度，耗電量電解催化反應(yīng)效率，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)的篩選出當(dāng)電流密度為1mA/cm2-100mA/cm2時(shí)，電解催化過程中可同時(shí)兼顧電極的鈍化程度和電解催化反應(yīng)效率，而較好的電流密度為10mA/cm2。
對(duì)于電解催化反應(yīng)而言，電極的構(gòu)型配置很重要(極板間距：陰極與陽極的距離)。隨著電解催化反應(yīng)的進(jìn)行，電極(陽極或陰極)會(huì)發(fā)生鈍化，在可旋轉(zhuǎn)式電極轉(zhuǎn)速恒定的條件下，電極的間距越大液相傳質(zhì)的效果越顯著，可以降低電極鈍化程度；極板間距增大的過程中，雖然受鈍化影響較小，但會(huì)增加耗電量，并且，但極板間距增大到一定程度會(huì)降低電解催化反應(yīng)效率，本申請(qǐng)通過對(duì)極板間距的探索過程中同時(shí)兼顧電極的鈍化程度，耗電量及電解催化反應(yīng)效率，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)的篩選出當(dāng)極板間距1cm-5cm時(shí)，電解催化過程中可同時(shí)兼顧電極的鈍化程度和耗電量。最好的極板間距為2cm。
可選的，采用負(fù)載氮化碳的石墨電解催化作為陰極材料，六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有提高。本申請(qǐng)出特殊說明外均采用負(fù)載氮化碳的石墨作為陰極材料。
本申請(qǐng)公開了一種同時(shí)氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價(jià)鉻離子的方法，所述方法包括使含有添加劑的鍍鉻廢水在電解池中進(jìn)行電解催化反應(yīng)；所述電解池的陽極的材料采用二氧化鈦；所述電解池的陰極的材料采用石墨。以二氧化鈦電極為陽極，氮化碳負(fù)載的石墨電極為旋轉(zhuǎn)陰極構(gòu)建電催化反應(yīng)體系。反應(yīng)過程中，電解池的陰極側(cè)的電極反應(yīng)為：H2O-2e-＝H2O2+2H+產(chǎn)生H2O2，陰極產(chǎn)生的H2O2將鍍鉻廢水中的六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)鉻離子，還原過程中的中間產(chǎn)物五價(jià)鉻離子能夠催化H2O2產(chǎn)·OH，·OH將次磷酸根離子氧化為正磷酸根離子，從而達(dá)到同時(shí)還原六價(jià)鉻離子和氧化次磷酸根離子的目的，所述方法的工藝簡(jiǎn)單，操作方便，可有效降低污水處理的投資和運(yùn)行成本。此外，本申請(qǐng)示出的方法是一個(gè)綠色的化學(xué)反應(yīng)，無需外加H2O2等化學(xué)試劑，反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率以及次磷酸根離子的氧化效率較高，同時(shí)本申請(qǐng)采用的電極材料來源廣泛，電解池裝置操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)放大生產(chǎn)。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的一種同時(shí)去除鍍鉻廢水中的次磷酸根離子和六價(jià)鉻的電解池的裝置示意圖。
圖例說明：1-陽極；2-陰極。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1：
目標(biāo)廢水為鍍鉻廢水，鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，六價(jià)鉻離子的濃度為350mg/L。
將上述鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為2，通過計(jì)量泵將鍍鉻廢水從反應(yīng)器的下端進(jìn)入，電解時(shí)間為15min；
控制電流密度為10mA/cm2；調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為200rpm；極板間距為2cm；
反應(yīng)完成后的鍍鉻廢水從反應(yīng)器的上端排出；
插入pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)過程中鍍鉻廢水的pH值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為77％，六價(jià)鉻離子的還原效率為81％。
實(shí)施例2：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施1，但是鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為95％，六價(jià)鉻離子的還原效率為99％。
實(shí)施例3：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施1，但是鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為4。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為88％，六價(jià)鉻離子的還原效率為89％。
實(shí)施例4：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施1，但是鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為5。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為76％，六價(jià)鉻離子的還原效率為78％。
實(shí)施例5：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施1，但是鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為6。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為56％，六價(jià)鉻離子的還原效率為61％。
表一：不同pH條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(其中①為次磷酸根離子的氧化效率；②為六價(jià)鉻離子的還原效率)：
試驗(yàn)條件：電流密度為10mA/cm2，極板間距為2cm，電解時(shí)間為15min，陰極轉(zhuǎn)速為200rpm。六價(jià)鉻離子的初始濃度為350mg/L，次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，鍍鉻廢水的pH值為3,4,5,和6條件下進(jìn)行反應(yīng)。分別測(cè)試六價(jià)鉻離子的氧化效率和次磷酸根離子的還原效率，結(jié)果如表一所示，由表一可以看出，鍍鉻廢水的pH不同，六價(jià)鉻離子的氧化效率和次磷酸根離子的還原效率是不同的，在電解催化的過程中鍍鉻廢水的pH對(duì)電解催化效果有較大的影響。在本實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，在pH值為3～5的條件下，本申請(qǐng)示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)pH大于6和小于3的環(huán)境下，六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有降低。
值得注意的是，雖然在鍍鉻廢水的pH為2的環(huán)境下，六價(jià)鉻離子的還原效率與次磷酸根離子的氧化效率均高于pH為5環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但在pH為2屬于強(qiáng)酸性條件，在此環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在一定的安全隱患，故本申請(qǐng)將鍍鉻廢水的pH值限定為3-5。
在鍍鉻廢水的pH為3的環(huán)境下，本申請(qǐng)是實(shí)施例示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率可達(dá)到99％。同時(shí)對(duì)六價(jià)鉻離子的氧化效率可達(dá)到95％。
實(shí)施例6：
目標(biāo)廢水為鍍鉻廢水，鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，六價(jià)鉻離子的濃度為350mg/L。
將上述鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為4，通過計(jì)量泵將鍍鉻廢水從反應(yīng)器的下端進(jìn)入，電解時(shí)間為15min；
控制電流密度為1mA/cm2；調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為200rpm；極板間距為2cm；
反應(yīng)完成后的鍍鉻廢水從反應(yīng)器的上端排出；
插入pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)過程中鍍鉻廢水的pH值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為42％，六價(jià)鉻離子的還原效率為49％。
實(shí)施例7：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施6；但電流密度控制在100mA/cm2
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為82％，六價(jià)鉻離子的還原效率為93％。
表二：不同電離密度條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(其中①為次磷酸根離子的氧化效率；②為六價(jià)鉻離子的還原效率)：
試驗(yàn)條件：六價(jià)鉻離子的初始濃度為350mg/L，次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，極板間距為2cm，電解時(shí)間為15min，陰極轉(zhuǎn)速為200rpm，pH值為4條件下，電流密度分別控制在1mA/cm2,10mA/cm2,100mA/cm2，分別測(cè)試六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率，結(jié)果如表二所示。由表二可以看出，電流密度不同，六價(jià)鉻離子的氧化效率和次磷酸根離子的還原效率是不同的，在電解催化的過程中電流密度對(duì)電解催化效果有較大的影響。電流密度在1-100mA/cm2的條件下，本申請(qǐng)示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)pH小于1mA/cm2和大于100mA/cm2的環(huán)境下，六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有降低。
值得注意的是，當(dāng)電流密度高于電流密度10mA/cm2,繼續(xù)增加電流密度如實(shí)施例3和實(shí)施例7所示電流密度由10mA/cm2增加到100mA/cm2,僅有六價(jià)鉻離子的還原效率由89％增加到93％，而為次磷酸根離子的氧化效率又88％降低到82％。由于電流密度高于100mA/cm2，鍍鉻廢水中·OH濃度逐漸增大，·OH逐漸在陽極聚集，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致電極鈍化，繼續(xù)加的電流密度對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率及次磷酸根離子的還原效率無明顯的改善。本申請(qǐng)通在電流密度的探索過程中，同時(shí)兼顧電極的鈍化程度和電解催化反應(yīng)效率及耗電量，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)的篩選出當(dāng)電流密度為10mA/cm2。
實(shí)施例8：
目標(biāo)廢水為鍍鉻廢水，鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，六價(jià)鉻離子的濃度為350mg/L。
將上述鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為3，通過計(jì)量泵將鍍鉻廢水從反應(yīng)器的下端進(jìn)入，電解時(shí)間為15min；
控制電流密度為10mA/cm2；調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為0rpm；極板間距為2cm；
反應(yīng)完成后的鍍鉻廢水從反應(yīng)器的上端排出；
插入pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)過程中鍍鉻廢水的pH值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為61％，六價(jià)鉻離子的還原效率為99％。
實(shí)施例9：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施8，調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為100rpm；
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為75％，六價(jià)鉻離子的還原效率為78％。
實(shí)施例10：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施8，調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為500rpm；
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為74％，六價(jià)鉻離子的還原效率為82％。
表三：不同陰極轉(zhuǎn)速條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(其中①為次磷酸根離子的氧化效率；②為六價(jià)鉻離子的還原效率)：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：六價(jià)鉻離子的初始濃度為350mg/L，次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，pH值為3，極板間距為2cm，電解時(shí)間為15min，初始電流密度分別控制在10mA/cm2,初始陰極轉(zhuǎn)速分別為0rpm,100rpm,500rpm的條件下，；測(cè)試六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率，結(jié)果如表三所示。由表三可以看出，陰極轉(zhuǎn)速不同，六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率是不同的，在陰極的轉(zhuǎn)速對(duì)電解催化效果(六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率)有較大的影響。陰極的轉(zhuǎn)速在100rpm-500rpm的條件下，本申請(qǐng)示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
在陰極的轉(zhuǎn)速為0rpm的條件下次磷酸根離子的氧化效率僅為61％，為了同時(shí)使次磷酸根離子的氧化效率和六價(jià)鉻離子的還原效率保持在一個(gè)較高的水平，本申請(qǐng)實(shí)施例將陰極的轉(zhuǎn)速控制在100rpm-500rpm條件下，當(dāng)陰極的轉(zhuǎn)速大于500rpm，即使繼續(xù)增加陰極的轉(zhuǎn)速，也不是提高六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率。
實(shí)施例11：
目標(biāo)廢水為鍍鉻廢水，鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，六價(jià)鉻離子的濃度為350mg/L。
將上述鍍鉻廢水的pH調(diào)節(jié)為3，通過計(jì)量泵將鍍鉻廢水從反應(yīng)器的下端進(jìn)入，電解時(shí)間為15min；
控制電流密度為10mA/cm2；調(diào)整旋轉(zhuǎn)陰極的轉(zhuǎn)速為200rpm；極板間距為1cm；
反應(yīng)完成后的鍍鉻廢水從反應(yīng)器的上端排出；
插入pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)過程中鍍鉻廢水的pH值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為83％，六價(jià)鉻離子的還原效率為84％。
實(shí)施例12：
按上述相同的步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施11；將極板間距調(diào)整為5cm；
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：次磷酸根離子的氧化效率為72％，六價(jià)鉻離子的還原效率為76％。
表四：不同極板間距條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(其中①為次磷酸根離子的氧化效率；②為六價(jià)鉻離子的還原效率)：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：六價(jià)鉻離子的初始濃度為350mg/L，次磷酸根離子的濃度為1980mg/L，pH值為3條件下，極板間距為2cm，電解時(shí)間為15min，初始電流密度分別控制在10mA/cm2,極板間距分別為1cm，2cm，5cm的條件下；測(cè)試六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率，結(jié)果如表四所示。由表四可以看出，極板間距不同，六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率是不同的，在陰極的轉(zhuǎn)速對(duì)電解催化效果(六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率)有較大的影響。在極板間距1-5cm的條件下，本申請(qǐng)示出的方法對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
對(duì)于電解催化反應(yīng)而言，電極的構(gòu)型配置很重要(極板間距：陰極與陽極的距離)。隨著電解催化反應(yīng)的進(jìn)行，電極(陽極或陰極)會(huì)發(fā)生鈍化，在可旋轉(zhuǎn)式電極轉(zhuǎn)速恒定的條件下，電極的間距越大液相傳質(zhì)的效果越顯著，如表四的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，在極板間距1-2cm條件下，增大電極的間距，可以降低電極的、鈍化程度，六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有提高；在極板間距2-5cm條件下，極板間距增大的過程中六價(jià)鉻離子還原效率和次磷酸根離子的氧化效率均有提高，同時(shí)耗電量增加，本申請(qǐng)通過對(duì)極板間距的探索過程中同時(shí)兼顧電極的鈍化程度和耗電量，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)的篩選出當(dāng)極板間距1cm-5cm時(shí)，電解催化過程中可同時(shí)兼顧電極的鈍化程度和耗電量。最好的極板間距為2cm。
可選的，本申請(qǐng)示出的方法的電解時(shí)間為10-15min。本申請(qǐng)實(shí)施例1～實(shí)施例12示出的方法電解時(shí)間到達(dá)10-15min時(shí)，電解催化反應(yīng)便可進(jìn)行完全?？梢姳旧暾?qǐng)示出的方法可在一定程度上縮短電解時(shí)間。
由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)公開了一種同時(shí)氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價(jià)鉻離子的方法，所述方法包括使含有添加劑的鍍鉻廢水在電解池中進(jìn)行電解催化反應(yīng)；所述電解池的陽極的材料采用二氧化鈦；所述電解池的陰極的材料采用石墨。以二氧化鈦電極為陽極，氮化碳負(fù)載的石墨(g-C3N4/C)電極為旋轉(zhuǎn)陰極構(gòu)建電催化反應(yīng)體系。反應(yīng)過程中，電解池的陰極側(cè)的電極反應(yīng)為：H2O-2e-＝H2O2+2H+產(chǎn)生H2O2，陰極產(chǎn)生H2O2；H2O2將鍍鉻廢水中的六價(jià)鉻離子還原為三價(jià)鉻，還原過程中的中間產(chǎn)物五價(jià)鉻能夠催化H2O2產(chǎn)·OH，·OH將次磷酸根離子氧化為正磷酸根離子，從而達(dá)到同時(shí)還原六價(jià)鉻離子和氧化次磷酸根離子的目的。本申請(qǐng)示出的方法是一個(gè)綠色的化學(xué)反應(yīng)，無需外加H2O2等化學(xué)試劑，反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且對(duì)六價(jià)鉻離子的還原效率以及次磷酸根離子的氧化效率較高，同時(shí)本申請(qǐng)采用的電極材料來源廣泛，電解池裝置操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)放大生產(chǎn)；電解催化反應(yīng)過程中無化學(xué)污泥產(chǎn)生，無二次污染。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本申請(qǐng)的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本申請(qǐng)的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本申請(qǐng)的一般性原理并包括本申請(qǐng)未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本申請(qǐng)的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本申請(qǐng)的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。