CN102060356A - 超声波辅助铁碳微电解废水处理法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波辅助铁碳微电解废水处理法，制作电解槽：1）在电解槽内布置超声波发生器；2）装入铁碳填料形成铁碳电解床；进行废水处理：1）往电解槽内装入硫酸溶液活化15—25分钟；2）活化进行的最后5分钟开启超声波发生器；3）活化完成后排出硫酸溶液，用自来水冲洗铁碳电解床，冲洗时开启超声波发生器；4）冲洗完成后放入废水，同时开启超声波发声器，进行铁碳微电解反应。本发明在铁碳微电解槽中布置超声波发生器，利用超声波辅助处理废水，使铁碳微电解处理废水时产生的气泡快速分离，附着在电极表面的大颗粒也可以快速脱附，从而大大加快微电解池内部的传质作用，提高铁碳微电解中填料的利用率和废水的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种超声波辅助的铁碳微电解处理废水的方法。
背景技术
随着工业及城市的发展，各种工业废水、生活废水越来越多，不仅浪费水资源，也严重地污染了环境，因此需要对这些废进行无害化处理，使其符合国家和地方的排放标准。铁碳微电解法就是处理工业废水的有效方法之一，铁碳微电解法又称微内电解法、铁还原过滤法、铁碳法，被广泛应用于印染废水、电镀废水、石油化工废水及含砷含氰废水的治理。
铁碳微电解处理废水的基本原理：铁和炭的氧化还原电位相差较大,当把铁和碳物料加入到电解质溶液中时,会通过原电池效应发生电极反应。
铁碳微电解的电极反应如下：
阳极（Fe）： Fe-2e→Fe2+
阴极（C）： 2H++2e→2[H]→H2
当有O2时，还会进一步发生如下反应：
O2+4H++4e→2H2O
O2+2H2O+4e→4OH-
2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
铁碳微电解通过去除水中污染物质的主要途径包括：
一、电极反应生成的产物具有很高的活性，能够跟废水中多种组分发生氧化还原反应，包括许多难生物降解和有毒的物质都能够被有效的降解。
二、金属铁能够和废水中金属活动顺序排在铁之后的重金属离子发生置换反应，进而可以把水中的金属离子还原成原子态的金属，使其失去毒性。
三、将废水调至中性经曝气之后废水中大量的Fe2 +生成絮凝性极强的Fe(OH)3，其吸附性能远远高于外部投入的Fe(OH)3絮凝剂。
四、在电极反应的产物中，Fe2+和Fe3+也能和一些无机物发生反应生成沉淀物而去除这些无机物。
正如前面介绍所述，在铁碳微电解池的阴极（C）会有大量的氢气（H2）生成，而生成的这些气泡会附着在碳颗粒的表面，现有的技术没有办法使这些气泡立刻消散，所以会影响铁碳微电解的进一步反应；另外在铁碳微电解反应过程中，电池两个电极的表面都会不同程度地吸附大颗粒的其它物质，现有技术不能有效使这些吸附的大颗粒脱吸附，所以会影响铁碳微电解的整体性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效消散附着在碳颗粒表面的气泡、使大颗粒脱离吸附的超声波辅助铁碳微电解废水处理法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超声波辅助铁碳微电解废水处理法，其特征在于：按以下步骤进行：
首先、制作处理废水用的电解槽：
1）、在铁碳微电解槽的中间位置布置好超声波发生器，电解槽有进水口和出水口，超声波发生器通过导线连接电源；
2）、在布置好超声波发生器的电解槽中装入铁碳填料形成铁碳电解床；铁碳填料的重量（kg）与超声波发生器的的功率(kW)的比例为2～50：1；
其次、进行废水处理：
1）、往电解槽内装入浓度为8—12%（体积比）的硫酸溶液进行活化15—25分钟；
2）、在活化进行的最后5分钟开启超声波发生器；
3）、活化完成后，排出电解槽中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，在冲洗过程中一直开启超声波发生器；
4）、冲洗完成后，从进水口放入废水，同时开启超声波发声器，进行铁碳微电解反应；
5）、电解反应完成后，测试水质参数，并做好记录。
优选地，可在铁碳微电解槽中布置单个超声波发生器，也可以布置多个超声波发生器组成的阵列；超声波发生器为连续超声波发生器，或者脉冲超声波发生器。
优选地，在电解槽中装入铁碳填料后，形成的铁碳电解床为流动床、固定床或者混合床。
优选地，在废水处理阶段的步骤4）之后还可以有用曝气装置向电解槽内曝气的操作，当然，在处理有些废水时需要曝气，而在处理另一些废水时可以不用曝气。
本发明通过在铁碳微电解槽中布置超声波发生器，利用超声波发生器产生的超声波辅助处理废水，使铁碳微电解处理废水时产生的气泡可快速分离，附着在电极表面的大颗粒也可以快速脱附，从而可大大加快微电解池内部的传质作用，提高铁碳微电解中填料的利用率和废水的处理效率，大大降低废水处理成本，有利于更广泛地推广应用废水处理技术，使其造福环境、造福人类。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，1为电解槽，2为出水口，3为铁碳电解床，4为进水口，5为超声波发生器，6为导线，7为电源。
具体实施方式
参照图1，下面结合具体实施例做进一步说明：
实施例1，在一个体积为2立方米的圆柱形电解槽1内，固定安装6个功率为1 kW的连续型超声波发生器5，超声波发生器5通过导线6连接电源7；然后装入铁碳微电解填料200 kg，形成固定床超声波辅助铁碳电解床3。然后，在电解槽1中流入100 L浓度为10%（体积比）的硫酸溶液进行活化20分钟，在活化进行的最后5分钟开启超声波发生器5，等活化完成后，排出电解槽1中的硫酸溶液，然后用2立方米的自来水对铁碳电解床3进行冲洗，在冲洗过程中一直开启超声波发声器5。冲洗完成后，从进水口4通入流量为0.15立方米/小时的印染废水，同时开启超声波发声器5，进行铁碳微电解反应。反应完全后，对比处理前和处理后的水质参数，发现处理后的水样的色度下降了60%，COD下降了45%。最后从出水口2排出处理过的水。
实施例2，在一个体积为2立方米的圆柱形电解槽1内，固定安装3个功率为0.5 kW的脉冲型超声波发生器5，在电解槽的底部等距离安装管状曝气头三排，然后装入铁碳微电解填料100 kg，形成固定床超声波辅助铁碳电解床3。在电解槽1中流入100 L浓度为10%（体积比）的硫酸溶液进行活化20分钟，在活化进行的最后5分钟开启超声波发生器5，等活化完成后，排出电解槽1中的硫酸溶液，再用1立方米的自来水对铁碳电解床3进行冲洗，在冲洗过程中一直开启超声波发声器5。冲洗完成后，从进水口4通入流量为0.5立方米/小时的电镀废水，同时开启超声波发声器5，打开曝气装置进行曝气，曝气量为10升/分钟，进行铁碳微电解反应。反应完全后，对比处理前和处理后的水质参数，发现处理后的水样的色度下降了80%，COD下降了50%。最后排出。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (4)
1.一种超声波辅助铁碳微电解废水处理法，其特征在于：按以下步骤进行：
首先、制作处理废水用的电解槽：
1）、在铁碳微电解槽的中间位置布置好超声波发生器，电解槽有进水口和出水口，超声波发生器通过导线连接电源；
2）、在布置好超声波发生器的电解槽中装入铁碳填料形成铁碳电解床；铁碳填料的重量（kg）与超声波发生器的的功率(kW)的比例为2～50：1；
其次、进行废水处理：
1）、往电解槽内装入浓度为8—12%（体积比）的硫酸溶液进行活化15—25分钟；
2）、在活化进行的最后5分钟开启超声波发生器；
3）、活化完成后，排出电解槽中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，在冲洗过程中一直开启超声波发生器；
4）、冲洗完成后，从进水口放入废水，同时开启超声波发声器，进行铁碳微电解反应；
5）、电解反应完成后，测试水质参数，并做好记录。
2.根据权利要求1所述的超声波辅助铁碳微电解废水处理法，其特征在于：可在铁碳微电解槽中布置单个超声波发生器，也可以布置多个超声波发生器组成的阵列；超声波发生器为连续超声波发生器，或者脉冲超声波发生器。
3.根据权利要求1所述的超声波辅助铁碳微电解废水处理法，其特征在于：在电解槽中装入铁碳填料后，形成的铁碳电解床为流动床、固定床或者混合床。
4.根据权利要求1所述的超声波辅助铁碳微电解废水处理法，其特征在于：在废水处理阶段的步骤4）之后还有用曝气装置向电解槽内曝气的操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110518 |