本发明专利技术的方法适用于消除水中的有机污染和细菌感染，其仅使用电流，而不使用外部的氧源，也无需添加任何氧化性化学品。根据本方法，当将被有机物污染和被细菌感染的水预处理用于饮用水目的时，将所述水引入阳极区，其中阳极区和阴极区被阴离子选择性膜彼此分开，而包含羟离子的溶液循环通过所述阴极区。穿过所述膜的羟离子在阳极上被转化为羟基，其通过强氧化活性充分氧化有机物，从而防治细菌。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种预处理被有机物污染和/或被细菌感染的水使其净化用于饮用 水目的的方法。本专利技术的特征可在于将待净化的水引入阴离子选择性膜和抗强氧化作用的 阳极之间的空间内，包含羟离子的溶液在所述阴离子选择性膜和耐腐蚀性的阴极之间的空 间中循环，而无需添加氧化剂和直接碱性物质(direct basic material)，并将在阳极区形 成的净化水和包含氧气的二氧化碳从阳极区分流(by-passed)，在阴极区形成的氢气从阴 极区分流。
技术介绍
供水系统中所使用的地表水和地下水的污染已成为一个越来越严重的问题，因此 对废水(工业的和公共的(communal))有效净化和净化水再利用的需求与日俱增。在常用 方法中，特别是在有机污染和微生物感染的情况下，使用基于氯或形成毒性成分的其他方 法。在饮用水供应和洗浴服务(bath service)中，消灭细菌的必要性/可能性尤其有待仔细考虑。在水预处理方法中，光催化方法(Fujishima,A.，Honda, K.，Nature, 1972，37，第 238 页。以及 0 Micic, 0. I. , Zhang, Y. , Cromac, K. R. , Trifumac, A. D. , Thurnauer, M. C., J.Phys.Chem.，1993，97，第7277页。)——其要求部分添加二氧化钛，部分使用紫外线光 源——广泛被使用。紫外线不仅促进降解过程，还需要添加催化剂。在直接氧化(氯化和 臭氧化)方法中，氯化已使用了近一个世纪。氯化必需加入液氯，该方法的风险因素之一 是制备、运输和添加危险的氯，其他危险因素为有时高得多(数量级)的氯化烃的毒性。在 使用臭氧化剂的情况下，也存在臭氧进入环境的风险(Delzell, E.，Giesy, J.，Munro, I.， Doull, J. , Mackay,D. and Williams,G. (1994). Regulatory Toxicology andPharmacology 20(1,Part 2 of parts) :S1-S1056. White,G. C. (1985). Handboook of Chlorination. New York, Van Nostrand Reinhold Company. World Health Organization(1993). Guidelines for Drinking-ffater Quality. 2nd Ed. Vol. I Recommendations)。该风险不能通过内置的活性炭过滤器而消除。在100 年以上的古老的芬顿(Fenton)方法(Fenton，H. J. H. J. Chem. Soc. 1894，65， 899)中，从外部向待氧化的系统中加入Fe(II)离子和过氧化氢。该系统首次公开于二十世 纪三十年代。Fe(II)+H202 = Fe (III)+H0 *+0F (1)形成的H0*自由基可以与另一种Fe (II)颗粒反应，Fe(II)+H0*= Fe(III) +0F (2)或与有机污染分子反应，引发其化学降解。因此保证Fe (II)离子的最佳浓度很重要。实施该步骤的最有效方式是在pH = 3工作(David A. Wink，Raymondff. Nims, Joseph E.Saavedra, William E. Utermahlen, Peter C. Ford :Proc. Natl. Acad. Sci. USAVol. 91.第 6604-6608 页，July 1994. Chemistry)。Fe(II)离子H202的比例为1 5-10，必要的Fe(II)浓度为25_50mg/l。如果 必要成分的数量比变化，会发生潜在的危险情况。羟基的相对氧化势导致了潜在的危机情况。羟基的相对氧化势示于表1中。。表1:羟基的相对氧化势 羟基在水性介质中的化学反应被分成如下4组加成0H+C6H6—(0H)C6H6(3)退氢0H+CH30H— CH20H+H20(4)电子转移0H+ — — [Fe (CNj 3>0H (5)自由基相互作用0H+0H — H202(6)该方法需要的Fe(II)离子可由通过电解简单地溶解金属提供，但过氧化氢的制 备是更困难的任务。在这方面进行了多种方法。光化学过氧化氢生成是现有技术中已知 的，所述方法被称为光芬顿方法(Leonidas A. Perez-Estrada, Sixto Malato, Wolfgang Gernjak, Ana Agiiera, E. Michae 1 Thurman, Imma Ferrer and Amadeo R. Fernandez-Alba Environ Sci. Technol.，巡(21)，8300-8306，2005)。当制备过氧化氢时，所述系统中常使用一个碳环电极，纯氧气在其上鼓泡并被还 原(Samuele Meinero and Orfeo Zerbinati ChemosphereVolume 64 Issue 3,June 2006, 第386-392页)。该方法的要求输出量为0.3kW h/g COD (化学需氧量)。过氧化氢的制备 在以下反应式的基础上、通过还原纯氧或空气中含有的氧进行。02+2H20+2e" = H202+20r 或 02+2H++2e- = H202 (7)该工艺过程的一个重要问题是氧不溶于电解质溶液并且在电极表面上的传递4由扩散控制。相应地，电流密度远低于1mA cm2 (D. Pletcherand F.C.Walsh，Industrial Electrochemistry,Chapman and Hall，London，1990)。因此该方法输出量低。根据 Sahni 人等的方法，羟基、氢和氧自由基通过双相电晕放电在水溶液中制备，并用于PCB (多氯联 苯)的降解(M. Sahni, ff. C. Finney, B. R. Locke J. Adv. Ox. Tech. 8(1)，(2005)第 105-111 页)。为使该方法更有效，在每种情况下必需对水进行酸化，这是预处理饮用水时所不推荐 的。在处理废水的过程中使用芬顿反应来降解大部分有机废物，以通过生物降解进行 随后的精制净化(Andreja Zgarnar Gotvajn, JanaTagorc-Koncan,Acta Chim. Slov. 2005, 52，131-137)。基于芬顿反应的方法目前主要用于以下环境保护工艺-降解有机污染物，-降低毒性，-预处理生物降解，_除臭和脱色。
技术实现思路
我们现已出人意料地发现上述问题可通过一种对传统使用的电芬顿系统的实质 改进形式解决。我们发现与现有技术中已知方法不同，本专利技术的方法无需向该系统中加入 碱液，也无需使用外部的氧源。具体实施例方式为除去在该方法中形成的氢气并使其用于燃料电池，需要一种特殊溶液。组装电解系统时，我们必须牢记，将要进行的方法与目前已知的方法是截然不 同的。在被称为电芬顿法的已知方法中，引入系统中的氧在阴极上被还原(J.Casado， J. Fornagu本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种预处理被有机物污染和／或被细菌感染的水使其净化用于饮用水目的的方法，包括将待净化的水引入阴离子选择性膜和抗强氧化作用的阳极之间的空间内，包含羟离子的溶液在所述阴离子选择性膜和耐腐蚀性的阴极之间的空间中循环，而无需添加氧化剂和直接碱性物质，并将在阳极区形成的净化水和包含氧气的二氧化碳从阳极区分流，在阴极区形成的氢气从阴极区分流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊凡瑞斯，
申请(专利权)人：伊凡瑞斯，
类型：发明
国别省市：HU[匈牙利]
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