CN102701331A

CN102701331A - 一种印染废水电分解深度处理回用方法

Info

Publication number: CN102701331A
Application number: CN2012101517463A
Authority: CN
Inventors: 王家德; 陈飞翔; 杨初引; 吕伯昇
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种印染废水电分解深度处理回用方法：以TDS浓度大于800mg/L、初始pH值为6.0~9.0的印染废水为电解液，在以不锈钢电极为阴极板，以钛基二氧化铅电极为阳极板的电解槽中进行电解反应，所述电解槽内的阴极板和阳极板间隔交替排列成若干对，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成若干个槽体单元，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经各个所述槽体单元，在电流密度为5～12mA/cm²的条件下进行电解反应，控制印染废水在电解槽中的水力停留时间30~60min，达标排放，实现印染废水电分解深度处理回用的目的；本发明处理成本低、无需调节进水水质、不添加化学药剂，控制简单，出水水质稳定。

Description

一种印染废水电分解深度处理回用方法

（一）技术领域

本发明涉及一种印染废水处理方法，特别涉及一种印染废水电分解深度处理回用方法。

（二）背景技术

我国是印染大国，印染用水约占整个纺织工业用水量的80%，印染加工1吨纺织品需要用水100～200吨，废水量约占用水量的80%，每年产生的废水量约为6.5亿吨。印染废水具有有机污染物浓度高、色度深且难脱色等特点，现有的物化+生物处理联合技术可以实现印染废水达标排放，但难以达到回用要求。特别是近年来，随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水，给达标处理和回用处理增加了难度。随着我国对环保力度的加大和自来水费、排污费的不断上涨，印染企业越来越重视废水的有效回用。因此，对印染废水进行可回用的深度处理已经势在必行，对提高行业乃至全国水资源重复利用率意义重大。

电分解技术可以实现有机物有效分解，目前，该技术主要应用于难降解有机废水的预处理，而且应用的电流密度基本在10mA/cm²以上，且电解时间较长，少数学者也开展了应用电分解技术深度处理废水的研究，如齐利华等考察了电解深度处理老龄垃圾渗滤液试验研究（水处理技术，2011，37（7）：65~69），但是由于受电极和工艺的限制，经电解出水仍未能达到回用标准；再如陈欲武等Ti/RuO₂阳极氧化深度处理医药中间体生化出水的研究（环境科技，2010，23（1）：24~29），需在10mA/cm²的电流密度下电解处理150min，虽然处理效果比较理想，但是处理的能耗较高，出水也没有达到回用标准。

针对印染废水，尚未有电分解深度处理回用方面的研究报道。

（三）发明内容

本发明目的是提供一种印染废水电分解深度处理回用的方法，该方法无需添加化学药剂，操作简单，出水水质稳定，符合中水水质控制标准（GB/T 19923-2005）中的工艺与产品用水标准。

本发明采用的技术方案是：

一种印染废水电分解深度处理回用方法，所述方法为：以溶解性总固体（TDS）浓度大于800mg/L、初始pH值为6.0~9.0的印染废水为电解液，在以不锈钢电极为阴极板，以钛基二氧化铅电极为阳极板的电解槽中进行电解反应，所述的电解槽内阴极板比阳极板多一片，所述阴极板和阳极板间隔交替排列成若干对，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成若干个槽体单元，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经各个所述槽体单元，在电流密度为5～12mA/cm²的条件下进行电解反应，控制印染废水在电解槽中的水力停留时间30~60min（可通过增加反应单元或控制进水量调节水力停留时间），实时监测电解槽出水水质，通过增加电流密度保证电解反应出水的pH值为6.5~6.8，化学需氧量COD_Cr浓度小于60mg/L，色度小于30（无量纲，稀释倍数法测定）时达标排放，回收利用，所述达标排放的废水符合中水水质控制标准（GB/T 19923-2005）中的工艺与产品用水，该水可通过集水池统一收集后，用于印染企业生产中的配浆和清洗环节，也可用于企业道路清洗、绿化等环卫用途，从而实现印染废水电分解深度处理回用的目的。

进一步，所述阴极板和阳极板之间的间距为2~3cm。

进一步，所述的阴极板或阳极板均为网板状电极板，所述网孔大小对本发明没有影响，通用的网格电极板都可以。

进一步，所诉电解槽有效面体比为16.0~25.0m²/m³，即电极板有效面积与电解槽有效体积之间的关系。

进一步，所述电解过程是在电流密5～8mA/cm²条件下进行电解反应。

更进一步，所述印染废水电分解深度处理回用方法推荐按如下步骤进行：以TDS浓度800~2000mg/L，COD_Cr浓度100~200mg/L、初始pH 6.0~9.0的印染废水为电解液进行深度处理，在以不锈钢电极板为阴极板，在以钛基二氧化铅电极板为阳极板的电解槽中进行电解反应，所述电解槽内的阴极板比阳极板多一片，所述阴极板和阳极板间隔交替排列成30对，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成30个槽体单元，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经各个所述槽体单元，在电流密度为5～8mA/cm²（优选5mA/cm²）（稳定运行时电解槽电压为4~5V）的条件下进行电解反应，控制废水在电解槽中的水力停留时间为30～60min，实时监测电解槽出水水质，通过调节电流密度使电解反应出水的pH值为6.5~8.5，COD_Cr浓度小于60mg/L，色度小于30（无量纲，稀释倍数法测定）时达到中水水质控制标准（GB/T 19923-2005）中的工艺与产品用水标准，达标排放，从而实现印染废水电分解深度处理回用目的；所述阴极板和阳极板之间的间距为3cm，所述电解槽有效容积1.15m³，处理水量40～50m³/d，有效面体比为16.7m²/m³。

本发明所述电解槽处理废水中，废水量一定的情况下，若出水水质不达标，则通过调节电流密度提高废水处理速度，使废水达标；若处理水量较大，还可以通过调整电流密度与水力停留时间相结合的方式使废水达标排放。

本发明所述的阳极为钛基二氧化铅电极，具有析氧电位高，导电性能好的优点。

本发明重点是适用于印染废水深度处理回用，对溶解性总固体（TDS）浓度大于800mg/L、初始pH值为6.0~9.0的印染废水具有通用性。

本发明工作原理是：

阳极水电解产生·OH，

H₂O→·OH+·H。

形成的·H具有还原性，与污染物发生还原反应，形成RH；形成的·OH基团具有强氧化性，氧化电极电位高达2.80V，可以起到对污染物的深度氧化分解，进而达到处理目的。

当废水中有氯离子时：

2Cl^-→Cl₂+2e^- (1)

次氯酸根具有很强的氧化性，而且对于废水的脱色有明显效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：（1）处理成本低；（2）无需调节进水水质；（3）不添加化学药剂；（4）控制简单，出水水质稳定；（5）本发明处理后的废水达标排放后，用于印染企业生产中的配浆和清洗环节，也可用于企业道路清洗、绿化等用途。

（四）附图说明

图1电解槽俯视图，1-电解槽，2-电极；

图2电极板示意图，1-接线柱。

（五）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

所述电解槽（图1和图2所示）包括入水口和出水口，以网孔状的不锈钢电极板为阴极板、以网孔状的钛基二氧化铅电极板为阳极板，阴极板比阳极板多一片（阳极30片），所述阴极板和阳极板以3cm的间距交替间隔排列构成30对，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成30个槽体单元，所述电解槽有效容积1.15m³，处理水量40～50m³/d，有效面体比为16.7m²/m³，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经阴极板和阳极板交替间隔排列组成的电解区（即所述槽体单元）。

分别以某纺织印染有限公司1（TDS为1280mg/L）、某纺织印染有限公司2（TDS为825mg/L）生化出水作为印染废水，将上述印染废水分别从电解槽入水口泵入，以推流模式流经上述各个槽体单元，废水在电解槽的水力停留时间30～60min，采用恒电流电解，电极（阳极）电流密度为5.0mA/cm²，由于实际废水水质的波动，稳定运行时槽电压为3.3~3.5V进行电解反应，实时监测电解槽出水水质，通过调节电流密度控制出水水质，水质达标后从电解槽出水口流出。印染废水处理前后水质性能分别见表1和表2所示，处理后的废水符合中水水质控制标准（GB/T 19923-2005）中的工艺与产品用水，电解槽出水统一回收入回用水集水池，然后泵入生产用水管路系统，用于企业配浆和清洗等工艺，实现回收利用的目的。

表1某纺织印染有限公司1印染废水处理前后水质对比表

表2某纺织印染有限公司2印染废水处理前后水质对比表

备注：色度用稀释倍数测定，无量纲

表1和表2结果表明，电解30min，出水水质符合中水水质控制标准（GB/T 19923-2005）中的工艺与产品用水，电解60min，出水水质优于回用标准，说明该电分解技术适用于该印染废水的深度处理回用。在实例中废水处理运行成本约0.7元/m³，废水回用节省的排污费约0.5元/m³，回用节省的自来水费2.0元/m³，收益1.8元/m³。

综上所述，本发明所述的印染废水电分解深度处理回用技术可以把印染废水深度处理并使其出水水质达到回用标准，由于电化学反应器运气稳定，处理效果好，占地面积小和有较高经济收益等特点，适用于现在企业的发展状况和环保的要求，具有广阔的市场应用前景。

Claims

1.一种印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述方法为：以TDS浓度大于800mg/L、初始pH值为6.0~9.0的印染废水为电解液，在以不锈钢电极为阴极板，以钛基二氧化铅电极为阳极板的电解槽中进行电解反应，所述的电解槽内阴极板比阳极板多一片，所述阴极板和阳极板间隔交替排列成若干对，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成若干个槽体单元，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经各个所述槽体单元，在电流密度为5～12mA/cm²的条件下进行电解反应，控制印染废水在电解槽中的水力停留时间30~60min，实时监测电解槽出水水质，通过增加电流密度使电解反应出水的pH值为6.5~6.8，COD_Cr浓度小于60mg/L，色度小于30时达标排放，回收利用，从而实现印染废水电分解深度处理回用的目的。

2.如权利要求1所述印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述阴极板和阳极板之间的间距为2~3cm。

3.如权利要求1所述印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述的阴极板或阳极板均为网板状电极板。

4.如权利要求1所述印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述电解槽有效面体比为16.0~25.0m²/m³。

5.如权利要求1所述印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述电解过程是在电流密度5～8mA/cm²条件下进行电解反应。

6.如权利要求1所述印染废水电分解深度处理回用方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行：以TDS浓度800~2000mg/L，COD_Cr浓度100~200mg/L、初始pH 6.0~9.0的印染废水为电解液进行深度处理，在以不锈钢电极板为阴极板，以钛基二氧化铅电极板为阳极板的电解槽中进行电解反应，所述的电解槽内阴极板比阳极板多一片，所述阴极板和阳极板间隔交替排列成30对，阴极板和阳极板之间的间距为3cm，所述阴极板和阳极板与电解槽侧壁构成30个槽体单元，所述废水从电解槽进水口流入，并以推流模式流经各个所述槽体单元，在电流密度为5～8mA/cm²的条件下进行电解反应，控制废水在电解槽中的水力停留时间为30～60min，实时监测电解槽出水水质，通过调节电流密度使电解反应出水的pH值为6.5~8.5，COD_Cr浓度小于60mg/L，色度小于30倍时达标排放，回收利用，从而实现印染废水电分解深度处理回用目的。