CN104496089A - 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，涉及污水处理技术领域，具体涉及一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法。其处理过程为将废水调节pH值到2～5.5后进入微电解反应池，按一定比例填充微电解填料对其进行微电解处理，反应时间为3～300min；固液分离，清液进入电解槽进行电解催化氧化，降解存留有机物，电解时间为10～200min；调节水的pH值至6～9排放。本发明将微电解和电解氧化相结合，对含难降解有机物的重金属废水进行处理，与现有技术相比，出水水质良好，重金属得到有效富集，不产生二次污染，废水处理成本低。

Description

一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法

技术领域

[0001] -种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，涉及污水处理技术领域，具体涉 及一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法。

背景技术

[0002] 重金属工业废水是一种成分非常复杂的工业废水，主要来自矿山、冶炼、电解、电 镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中主要含多种重金属、油脂、酸碱、有机 物等。这类废水往往污染物浓度高、毒性大、难于生物降解，不但污染水环境，也严重威胁人 类和水生生物的生存。我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达 80. 1%，近岸海域海水采样品中铅、铜、汞、镉、锌的含量超标。近年来，由铅、砷等重金属废水 引发的中毒事件屡有发生。重金属污染已成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。

[0003] 传统去除重金属离子废水的方法很多，包括沉淀法、电化学处理技术、物理化学 法、生物化学法等，但都存在某些不足之处。经沉淀法处理后的废水重金属离子浓度、有机 质浓度均较高，适用于高浓度重金属废水的预处理。电化学处理的方法电流效率较低，电能 消耗较高，出水浓度较高。物理化学法处理重金属废水，同时萃取剂、吸附剂及离子交换膜 再生过程复杂、费用较高，不能有效的去除有机物。生化法一般只是作为辅助手段，用于废 水中有机物的降解。

[0004] 微电解由于其独特的分离作用，近年来成为重金属废水的研宄热点。微电解是基 于电极表面的化学反应，在电解槽中加入一定量的活性填料，重金属废水为电解质，活性填 料就形成了原电池，在填料的表面，电流在成千上万个细小的微电池内流动，在低压直流的 作用下发生的电化学反应和絮凝作用，进而将水体重金属离子有效地去除。但对于高浓度 大分子有机污染废水、难降解有机废水，采用单一的微电解处理难以达到满意的效果，往往 需要联用生物化学、电絮凝等其他方法对废水进行深处理以进一步降低废水中的有机物。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种工艺简单，处理成本 低，出水水质良好，可直接排放，沉淀易脱水，不产生二次污染，重金属得到有效富集的含难 降解有机物的重金属废水的处理方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

[0007] -种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于其处理过程是将含难 降解有机物的重金属废水调节PH值为2〜5. 5后，进入微电解反应池，填充微电解填料对 其进行微电解反应，反应时间为3〜300min ;然后进行固液分离，清液进入电解槽进行电解 氧化，降解存留有机物，电解时间为10〜200min ;调节水的pH值至6〜9排放。

[0008] 本发明的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于将含难降解 有机物的重金属废水调节pH值为3〜4，pH调节剂为盐酸。

[0009] 本发明的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于所述的电 解槽，阴极材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢；阳极材料为不锈钢，钛、锰、铜、钯、铂、钌、 铋的过渡金属及其金氧化物或盐，锡、铅的半导体，以上材料中的一种或多种材料的复合电 极；电极为二维或三维结构。

[0010] 本发明的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于所述的微电 解反应池及电解槽中加入曝气装置。

[0011] 本发明的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于所述的微电 解反应池和电解槽合并为一个微电解-电解反应池。

[0012] 本发明的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，与现有技术相比，工艺 简单，大大降低了废水处理成本，出水水质良好，可直接排放，沉淀易脱水，不产生二次污 染，重金属得到有效富集。

具体实施方式

[0013] -种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，为组合的处理含难降解有机物的 重金属废水的方法，其外理过程的步骤包括：将废水调节PH值到2〜5. 5后进入微电解反 应池，填充微电解填料对其进行微电解处理，反应时间为3〜300min ;固液分离，清液进入 电解槽进行电解氧化，降解存留有机物，电解时间为10〜200min ;调节水的pH值至6〜9 排放。

[0014] 所述的废水优选调节pH值为3〜4,优选的pH调节剂为盐酸。

[0015] 所述的电解槽，阴极材料可以为石墨、玻碳、钛、Pb、不锈钢等；阳极材料可以为不 锈钢，钛、锰、铜、钯、铂、钌、铋等过渡金属及其金氧化物或盐，锡、铅等半导体，以上材料中 的一种或多种材料的复合电极；电极可以为二维或三维结构。

[0016] 所述的微电解反应池及电解槽中可加入曝气装置，以促进废水中重金属及有机质 的扩散并提供一定的氧气以缩短反应时间。

[0017] 所述的微电解反应池和电解槽可以合并为一个微电解-电解反应池。

[0018] 本发明提供的含难降解有机物的重金属废水的处理方法，采用微电解和电解催化 氧化相结合的组合方法对含难降解有机物的重金属废水进行处理。主要包含两个过程： 微电解反应过程：在酸性废水中，以重金属废水作为电解质，由于铁(铝）和碳之间的电 极电位差，废水中会形成无数个微电池，在填料的表面，电流在成千上万个细小的微电池内 流动，在低压直流的作用下发生的电化学反应和絮凝作用，进而将水体中的重金属离子有 效地去除，并去除一部分高分子有机物。

[0019] 电解催化氧化过程：主要通过电极中催化材料的作用产生羟基自由基来氧化水体 中的有机物。

[0020] 酸性重金属废水作为电解质，溶液中的H2O在金属氧化物阳极表面吸附，在表面电 场的作用下，吸附的H 2O失去电子，生成ΜΟχ( · OH): Μ0χ+Η20 一 MOx ( · OH) +H++e 接下来，吸附的· OH与阳极材料中的氧原子相互作用，自由基中的氧原子进入金属氧 化物晶格中，从而形成高价态氧化物MO x+1: MOx ( · 0H) - M0X+1 +H++e 因此在阳极上存在两种状态的活性氧，即吸附的羟自由基和晶格中高价态氧化物的 氧，可以氧化废水中的有机物质。其中羟自由基的氧化性极强，能处理高浓度、难降解的废 水，经充分反应后，难降解的有机物质可分解为氮气、二氧化碳和水。

[0021] 本发明提供的含难降解有机物的重金属废水的处理方法与现有技术相比，工艺简 单，大大降低了废水处理成本，出水水质良好，可直接排放，沉淀易脱水，不产生二次污染， 重金属得到有效富集。

[0022] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

[0023] 实施例1 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，包括以下步骤： 某糖精废水，水质见表1 : 表1电镀废水及处理后出水水质

将废水调节pH至2,按铁炭比1:1在微反应池内加入铁肩和碳粉，微电解反应300min， 固液分离后，在不锈钢阳极、石墨阴极的电解槽内，在40°C、电压5V、电流密度为0. 25A/cm2 下电解催化氧化200min，调节pH至6. 7,出水水质达到排放标准，见表1。废水的COD去除 率为98. 44%，铜离子去除率为99. 99%。

[0024] 实施例2 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，包括以下步骤： 某电厂废水，水质见表2 : 表2电厂废水及处理后出水水质

将废水调节PH至4,按铁炭比2:1在PbO2阳极、Pb阴极的微电解-电解复合反应器内 加入错粉和碳粉，曝气反应3min，在电压10V、电流密度为0. 3A/cm2下电解催化氧化40min， 调节pH至7. 2,出水水质达到排放标准，见表2。废水的COD去除率为90. 24%，铬、铅、钒离 子去除率分别为96. 67%、99. 74%、99. 47%。

[0025] 实施例3 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，包括以下步骤： 某电镀厂废水，水质见表3 : 表3电镀废水及处理后出水水质

将废水调节pH至5. 5,按铁炭比I. 2:1在微反应池内加入铁肩和焦炭，曝气反应 60min，固液分离后，在Ti/Pt阳极、不锈钢阴极的电解槽内在电压3V、电流密度为lA/cm2下 电解催化氧化lOmin，调节pH至7. 3,出水水质达到排放标准，见表3。废水的COD去除率为 90. 76%，铜、镍的去除率分别为99. 83%、99. 94%。

[0026] 实施例4 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，包括以下步骤： 将实施例3中的电镀厂废水调节pH至3,按铁炭比1. 2:1在微反应池内加入铁肩和焦 炭，曝气反应30min，固液分离后，在Ti/Pt阳极、不锈钢阴极的电解槽内在电压3V、电流密 度为lA/cm2下电解催化氧化lOmin，调节pH至6. 2,出水水质达到排放标准，见表4。废水 的COD去除率为91. 58%，铜、镍的去除率分别为99. 98%、99. 95%。

[0027] 表4电镀废水及处理后出水水质

Claims (5)

1. 一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于其处理过程是将含难降 解有机物的重金属废水调节pH值为2〜5. 5后，进入微电解反应池，填充微电解填料对其 进行微电解反应，反应时间为3〜300min ;然后进行固液分离，清液进入电解槽进行电解氧 化，降解存留有机物，电解时间为10〜200min ;调节水的pH值至6〜9排放。

2. 根据权利要求1所述的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于 将含难降解有机物的重金属废水调节pH值为3〜4, pH调节剂为盐酸。

3. 根据权利要求1所述的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于 所述的电解槽，阴极材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢；阳极材料为不锈钢，钛、锰、铜、钯、 铂、钌、铋的过渡金属及其金氧化物或盐，锡、铅的半导体，以上材料中的一种或多种材料 的复合电极；电极为二维或三维结构。

4. 根据权利要求1所述的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于 所述的微电解反应池及电解槽中加入曝气装置。

5. 根据权利要求1所述的一种含难降解有机物的重金属废水的处理方法，其特征在于 所述的微电解反应池和电解槽合并为一个微电解-电解反应池。