CN102285737B - 一种石墨极板电化学处理煤化污水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种石墨极板电化学处理煤化污水的方法。本发明将煤化污水原水直接导入电解槽；再将石墨极板放入电解槽中，50-60g/L的工业废铁屑作为填料，开启稳压直流电源，通过调节电流控制电流密度在10-30A/m2，通电进行电解反应5-10min；电解反应结束后絮凝沉降除杂；提取上清液，进入硅藻土吸附反应装置中，通过加入氢氧化钠溶液，调节此时上清液的pH值到8-9，按1-2g/L投加复合水处理剂吸附净化，均匀搅拌，静置沉降1-1.5h。上清液通过排水管排出，进行COD测试，沉淀污泥通过排泥管排出处理。本发明有效地降低了含酚煤化污水高COD和色度的问题，在降低煤化污水处理难度的同时，也大大降低了煤化污水运营费用。

Description

一种石墨极板电化学处理煤化污水的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种石墨极板电化学技术处理煤气发生炉污水的方法。
背景技术
煤化水系煤气发生炉在运行过程中，由于煤中所含水份和过多水蒸气及煤气冷却水等产生的污水。污水中的主要危害成分有：焦油、酚类物质、氨氮化合物、氰化物等，其中以酚类物质含量最高，主要来源自于对煤焦油的溶解。煤气发生炉主要为各类金属热处理炉、陶瓷窑炉、金属制品加热炉、玻璃行业、陶瓷行业等提供气体燃料。酚类污染物对人体及其它生物危害极大，如含少量酚蒸汽或酚污染了的水可引起人们慢性积累性中毒；高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。水中含酚0.1～0.2毫克/升时，鱼肉即有臭味有能食用；6.5～9.3毫克/升时，能破坏鱼的鳃和咽，使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田，会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。因此煤化污水的达标处理非常重要。
由于含酚煤化污水成份复杂、毒性大，任意排放将对周围水体产生严重污染，必须进行预先单独处理，但一般的生化法很难处理(污染物过程，生物菌无法生存)。因各地区煤质及煤气发生炉情况不同，对煤化污水的处理方法多种多样。目前，常用的方法有：化学萃取方法、蒸汽脱酚法、焚烧、水煤浆法、油水分离法、过滤等等，上述这些方法均存在运营费用高的缺点，大部分运营成本在100元/吨左右，而焚烧法运营成本多达1000元/吨，相对而言油水分离法较低，不过也在60元/吨左右。另外，传统的电解法采用铁、铝极板，存在极板材料消耗大、电耗高，COD去除率较低，脱色效果不明显等缺点，且成本较高。
因此，寻求运营费用低、处理工艺简便的煤化水处理方法，并且寻找具有良好吸附脱色能力且成本低廉的功能性材料，配合煤化水处理工艺，可高效去除酚类污染物，意义重大。基于上述考虑，本发明主要采用石墨极板电化学的方法，加入工业废铁屑作为填料提高电化学作用的效率，再利用复合水处理剂的吸附净化作用对煤化水(韶关冶炼厂含酚煤化污水)进行处理，CODCr去除率达到90％以上，并且明显的脱色效果，运营成本2元/吨以下。
发明内容
针对含酚煤化污水处理所存在的技术问题，本发明提供一种石墨极板电化学处理含酚煤化污水的方法。
本发明基本原理
电化学(ECS)电解活化技术，是将待处理污水作为电解质溶液，在外加电源(高电压)所产生的电场中，借助电解作用在污水中进行电化学反应(氧化-还原反应，正电荷侧进行阳极反应、负电荷侧进行阴极反应)，通过电化学反应把电能转化为化学能。一方面通过电解作用，将长链结构的可溶性或不溶性有机物(酚类物质、氨氮化合物、焦油)的碳链进行结构性破坏，增加有机污染物在水体中絮凝活性；另一方面对污水中有机或无机污染物进行氧化及还原反应，产生凝聚、并通过阴极反应所逸出氢气形成的微小气泡，将污水中凝聚物浮升至电解液表面。
废铁屑作为填料的加入，增加电解质溶液的导电作用，产生的电流会刺激废水产生新生态的氢和新生态的氧，这些新生态的氢和氧具有很强的还原性和氧化性，会使得废水发生强烈的氧化还原反应，将难降解化合物转化为易降解化合物；同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂。
而对于一些细小的、尚未完全絮凝但结构已被破坏的有机污染物，则通过具有天然微孔结构的吸附功能材料进行净化处理。本发明的复合水处理剂(微孔结构材料)以硅藻土(原产地吉林省临江市，比表面积为19.25m2/g)为主，通过加入聚合氯化铝(PAC)的改性处理(PAC和硅藻土对污水处理起协同作用，硅藻土本身便具有一定的吸附功能，加入的阳离子混凝剂可同时实现带正电荷和负电荷胶体颗粒的脱稳)，在具备了吸附、电中和性能同时，又具备了脱色、絮凝功能，对含酚类污水具有良好的吸附净化功能。
本发明的方法
本发明的电化学电解极板采用石墨极板。其过程如下。
将煤化污水原水直接导入电解槽(电化学处理煤化污水，在维持原水的pH值时，即可达到所需电解效果；本发明采用石墨极板，则不需要调节原水的pH值，且极板材料消耗非常小，同时大大降低了运营成本)；再将石墨极板放入电解槽中，加入少量(50-60g/L)的工业废铁屑作为填料，开启稳压直流电源，通过调节电流控制电流密度在10-30A/m2，通电进行电解反应5-10min；电解反应结束后絮凝沉降除杂；提取上清液，进入硅藻土吸附反应装置中，通过加入氢氧化钠溶液，调节此时上清液的pH值到8-9，按1-2g/L投加复合水处理剂吸附净化，均匀搅拌，静置沉降1-1.5h。上清液通过排水管排出，进行COD测试，沉淀污泥通过排泥管排出处理。
复合水处理剂的制备：硅藻土与聚合氯化铝按照7∶1的质量比混合，再加入水，使得固液质量比为1∶2.5-3，在25-30℃下搅拌均匀后，抽滤后放在干燥箱中于100℃干燥2h，经过研磨，过100目筛，即得复合水处理剂，然后将制备的复合水处理剂置于干燥器中待用。
本发明的特点：
本发明主要采用石墨极板电化学处理工艺，无须调节原水pH且极板消耗少，而废铁屑的加入可以降低能耗的同时提高电化学作用，在电解后的废水中加入少量复合水处理剂，通过进一步吸附净化作用，用于含酚煤化污水的处理，有效地降低了含酚煤化污水高COD和色度的问题，在降低煤化污水处理难度的同时，也大大降低了煤化污水处理(运营)费用。
附图说明：
图1：本发明方案流程图。
具体实施方式
复合水处理剂的制备：硅藻土原土(吉林省临江市美诗顿粉体材料有限责任公司)表面积为19.25m2/g，其SiO2含量为80.39％，聚合氯化铝(粉体)作为改性剂，按照1∶7的质量配比称聚合氯化铝和原硅藻土置于烧杯中，再加入适量水(固液质量比为1∶2.5-3)使其充分混合，在25-30℃下以150r/min的速度搅拌2h后，用真空抽滤机抽滤，最后放在干燥箱中于100℃干燥2h，经过研磨，过100目筛，即得复合水处理剂，然后将制备的复合水处理剂置于干燥器中待用。
方案1：煤化污水原水的pH值8.2，在装有煤化污水的电解槽中放入石墨极板，按50g/L的量加入的工业废铁屑作为填料，调节稳压直流电源的电流密度到10A/m2，处理10min；絮凝沉降除杂，提取上清液；通过加入氢氧化钠溶液，调节上清液的pH为8，然后按2g/L投加复合水处理剂吸附净化，搅拌；静置沉降1.5h；上清液COD：76mg/L(原水为1080mg/L)、COD去除率：93％；处理成本1.4元/吨。
方案2：煤化污水原水的pH值8.2，在装有煤化污水的电解槽中放入石墨极板，按60g/L的量加入的工业废铁屑作为填料，调节稳压直流电源的电流密度到30A/m2，处理5min；絮凝沉降除杂，提取上清液；通过加入氢氧化钠溶液，调节上清液的pH为8.5，然后按2g/L投加复合水处理剂吸附净化，搅拌；静置沉降1h；上清液COD：68mg/L(原水为1064mg/L)、COD去除率：93.6％；处理成本1.6元/吨。
方案3：煤化污水原水的pH值8.2，在装有煤化污水的电解槽中放入石墨极板，按50g/L的量加入的工业废铁屑作为填料，调节稳压直流电源的电流密度到20A/m2，处理7min；絮凝沉降除杂，提取上清液；通过加入氢氧化钠溶液，调节上清液的pH为9，然后按1g/L投加复合水处理剂吸附净化，搅拌；静置沉降1h；上清液COD：72mg/L(原水为1072mg/L)、COD去除率：93.3％；处理成本1.0元/吨。
本工艺方案主要有石墨极板的电化学处理、絮凝沉将除杂和吸附净化处理三部分组成，原水中的pH为8.2，在维持原水的pH值时，电解效果可以达到所需要求，且节约成本，所以采用石墨极板时，整个系统可不进行pH调节，极板材料消耗少，电耗少，且COD去除率也较高，整个处理(运营)费用低。
本专利技术的主要特点
1、本技术操作简单，整个过程可自动控制，易工程化。
2、采用工业废铁屑作为填料，其来源广，价格低廉，降低能耗的同时大大提高电化学作用，降低处理费用。
3、采用石墨极板时，极板材料消耗少，处理(运营)成本低，处理费用在1.0-1.6元/吨，COD去除率高，同时具有良好的脱色效果。
4、复合水处理剂制备方法简单，对污水中污染物起到进一步吸附净化作用。

Claims (1)

1.一种石墨极板电化学处理煤化污水的方法，其特征在于：
将煤化污水原水直接导入电解槽；再将石墨极板放入电解槽中， 50-60 g/L的工业废铁屑作为填料，开启稳压直流电源，通过调节电流控制电流密度在10-30A/㎡，通电进行电解反应5-10min；电解反应结束后絮凝沉降除杂；提取上清液，进入硅藻土吸附反应装置中，通过加入氢氧化钠溶液，调节此时上清液的pH值到8-9，按1-2g/L投加复合水处理剂吸附净化，均匀搅拌，静置沉降1-1.5 h，上清液通过排水管排出，进行COD测试，沉淀污泥通过排泥管排出处理；
上述的复合水处理剂制备：将硅藻土与聚合氯化铝按照7:1的质量比混合，再加入水，使得固液质量比为1:2.5-3，在25-30℃下搅拌均匀后，抽滤后放在干燥箱中于100 ℃干燥2h，经过研磨，过100目筛，即得复合水处理剂。 
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1982228A (zh) * 2005-12-12 2007-06-20 中国科学院过程工程研究所 一种处理含酚、芳香胺和偶氮染料废水的酶电耦合催化方法
CN101125695A (zh) * 2007-08-03 2008-02-20 重庆大学 脉冲电浮发生方法及发生装置
CN101774714A (zh) * 2009-11-27 2010-07-14 北京工业大学 一种电絮凝-硅藻土技术预处理高CODCr污水的方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5052848A (zh) * 1973-09-07 1975-05-10

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1982228A (zh) * 2005-12-12 2007-06-20 中国科学院过程工程研究所 一种处理含酚、芳香胺和偶氮染料废水的酶电耦合催化方法
CN101125695A (zh) * 2007-08-03 2008-02-20 重庆大学 脉冲电浮发生方法及发生装置
CN101774714A (zh) * 2009-11-27 2010-07-14 北京工业大学 一种电絮凝-硅藻土技术预处理高CODCr污水的方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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