CN101607751B - 电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水 - Google Patents

Abstract

本发明属化工技术领域，公开了一种电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水的方法。其特征在于高电压复极式电解槽A，高级氧化B，低电压单极式电解槽C，相互分解前一级不能分解的中间产物，并即时分离各级反应所形成的固态有机物，排至渣池D，由脱水机械F脱水后和煤燃烧，处理水可大幅提高BOD₅∶COD_cr比值，入生化处理系统，也可直接达标外排。A、B、C相互组合灵活，适应性强，可处理不同浓度的废水(COD1万mg／L以下或6万mg／L以上，及高氨氮废水)，可作水处理的预处理，深度处理，可直接处理达标排放。本发明反应常温常压、条件温和，设备投资小，能耗低，运行费用省(是单独高级氧化的1／6)，无二次污染，具有很好的应用前景。

Description

电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水

技术领域

本发明涉及电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，属于化工技术领域。

背景技术

现有技术中常用的有机有毒高浓度(COD5万mg／L以上)难生化废水的处理方法中，有焚烧法，湿式氧化法，高级氧化法，及其配套生化处理。

焚烧法焚烧废水的温度须达983℃以上，否则，将产生二噁英等有毒气体而造成二次污染。所以焚烧法能耗高，焚烧每吨废水需650～800kg大庆渣油。运行费用高，约1800～1900元／吨废水。

湿式氧化法的温度须达180～300℃，压力须达5～12Mpa，即50～120kg／cm²，现有一种超临界湿式氧化，反应时压力须达43.8Mpa。所以耗能大，运行费用高，设备投资大，要求反应器耐压、防腐、保温、安全，对操作和设备维护要求高。湿式氧化对某些有机物，如多氯联苯，对某些中间产物如羧酸，难以氧化。所以，废气外排将产生二次污染。

高级氧化，是指其反应必须涉及溶液中羟基自由基的氧化过程。·OH(羟基自由基的一种)，在酸性溶液中的氧化还原电位为2.85V，仅次于氟，而且对有机物的氧化有选择性。但有机有毒高浓度废水，都属于难以氧化的废水，高级氧化在理论上可以完全氧化它们，但高级氧化氧化这种废水，也存在运行费用高的问题，每降解1000mg／L·COD，每吨废水的运行费用达6.93元。以上技术，有的易产生二次污染，有的设备、操作维护要求高、投资高，皆存在能耗大、运行费用高的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其反应条件温和，在常温常压下运行，安全可靠。组合灵活、适应性强，可在任何条件下降解任何有机废水，大幅提高BOD₅∶COD_cr的比值，无二次污染，运行费用低，其运行费用只有单独高级氧化法的1／6。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水的方法。其特征在于废水进入高电压复极式电解槽，并配置部分铁阳极，配以一定的电压，电流密度，物质在阳极进行氧化反应，并可产生间接氧化，分解高分子物质，降解COD。物质在阴极获得电子，在电解反应过程中产生部分固态有机物和氢气，氢氧化铁，等，固态有机物在电解上浮与絮凝沉降的作用下，即时分离而消去部分COD。高电压复极式，在一定的时间内，可除去40％的COD，电解过程中产生的部分不能分解的中间产物，调pH后与废水一同进入高级氧化槽。

高级氧化槽用低当量的高级氧化剂，分解前级电解生成的不能分解的中间产物，同时消除部分COD。主反应如下：

式1  Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+·OH

式2  RH+·OH→R+H₂O

式3  R+H₂O₂→ROH+·OH

式4  Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+H⁺+H₂O·

式5  ROH+H⁺+H₂O·→R+2H₂O

高级氧化反应的同时，即时分离高级氧化反应生成的固态有机物，最大限度的除去COD。为增强高级氧化的效果，节省运行费用，高级氧化以福特试剂为主，辅以一定量的TiO₂(催化剂)，一定波长的紫外光，及空气中的氧。在分解高电压复极式电解所产生中间产物的同时，除去余下COD的20％。

高级氧化的排水，由泵抽入低电压单极式电解槽，阳极配适量的铁电极。因电压低，可提高电流密度，不增加运行费用，而提高分解效率。通过直接氧化，和间接氧化，不但降解了COD，同时分解了上一级(低当量高级氧化)的中间产物，并即时分离电解时产生的固态有机物，电解一定时间可除去余下COD的80％。BOD₅∶COD_cr可提高6倍以上。因该组合工艺互相分解前级的中间产物，即时分离各自反应时形成的固态有机物，而以运行费用最省的电解为主，所以运行费用只有单独高级氧化的1／6。

前一种电解高级氧化组合工艺，处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其特征在于流程简单，组合灵活，适应性强。该工艺处理过的废水可入生化处理，小水量而又无生化处理设施的，可提高高级氧化当量，直接达标排放。如COD超过6万mg／L的废水，可选二级，或三级组合。如COD低于1万mg／L的废水，可选高电压复极式电解+高级氧化二项组合，或单项组合。根据水量的要求，高级氧化，可用于低当量反应，也可用于高当量反应。

前一种电解高级氧化组合工艺，处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其特征在于在常温常压下运行，平稳，可靠。设备投资少。

前一种电解高级氧化组合工艺，处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其特征在于电解与高级氧化反应时，皆即时分离生成的有机固态物(即COD)，脱水后和煤焚烧，即节省能源，又无二次污染。

前一种电解高级氧化组合工艺，处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其特征在于电解中配置适量可溶铁阳极，即起到絮凝作用，又可起到铁催化剂产生·OH的作用。不需另外投放药剂，操作简便，减少了运行费用。

本发明的有益效果是

1.常温常压下运行，反应条件温和，设备投资低

2.适应性强，组合灵活，可适应各种水量、浓度的有机有毒难生化废水的处理。可作生化的预处理，可作废水的深度处理，也可单独处理达标。

3.本工艺节能省耗，无二次污染，运行费用低，是单独高级氧化运行费用的1／6。其具有很好的应用前景。

附图说明

附图是本发明的工艺流程图

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

废水从管1进入高电压复极式电解槽A，A的浮渣从管3，沉渣从管2，进入渣池D。A电解的废水，进入高级氧化槽B，B的沉渣从管2进入渣池D，B氧化过的废水经提升泵E，进入低电压单极式电解槽C，C的浮渣从管3，沉渣从管2进入渣池D，B、C，根据要求处理过的废水，从C的出口，或达标排放，或入生化池。渣池D的渣，由管5入脱水机械F脱水后和煤焚烧。D的上清液与F的脱水，通过管4流入高级氧化槽B，重新反应。

实施例2

本实施与实施例1不同之处在于，有机有毒难生化废水的COD低于1万mg/L，可采用A+B组合，高级氧化B排口，可达到处理要求，或入生化，或达标排放。运行费用是单独高级氧化的1／5。

实施例3

本实施与实施例1不同之处在于，有机有毒难生化废水的COD在6万mg／L以上，可用多级组合：A+B+C+B+C或A+B+C+A+B+C+B+C……可达到处理要求，或入生化处理，或达标排放。运行费用是单独高级氧化的1／6以下。

实施例4

本实施与实施例1不同之处在于A与B，或A与C，或B与C，或A与B与C组合，可用在各种废水处理统一流程的中间或两头，即可提高BOD₅∶COD_cr的比值，降解氨氮、COD，也可作废水的深度处理。

以上已将较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电解高级氧化组合工艺处理有机有毒高浓度难生化废水的方法，其特征在于：废水从第一管(1)进入高电压复极式电解槽，高电压复极式电解槽的浮渣从第三管(3)、沉渣从第二管(2)进入渣池；高电压复极式电解槽电解的废水，进入高级氧化槽，高级氧化槽的沉渣从第二管(2)进入渣池；高级氧化槽氧化过的废水经提升泵，进入低电压单极式电解槽，低电压单极式电解槽的浮渣从第三管(3)、沉渣从第二管(2)进入渣池；处理过的废水，从低电压单极式电解槽的出口达标排放或入生化池；渣池的渣由第五管(5)入脱水机械脱水后和煤焚烧，渣池的上清液与脱水机械的脱水，通过第四管(4)流入高级氧化槽，重新反应。

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