CN106587452A - 一种离子膜电解处理含砷废水的方法 - Google Patents

一种离子膜电解处理含砷废水的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106587452A
CN106587452A CN201611250830.5A CN201611250830A CN106587452A CN 106587452 A CN106587452 A CN 106587452A CN 201611250830 A CN201611250830 A CN 201611250830A CN 106587452 A CN106587452 A CN 106587452A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arsenic
electrolysis
ion
waste water
containing waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611250830.5A
Other languages
English (en)
Inventor
涂学炎
张涛
吴学勇
陈晨
王宏
王统
王恩泽
王舒婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YUNNAN INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL SCIENCE (KUNMING CHINA INTERNATIONAL RESEARCH CENTER FOR PLATEAU LAKE)
Original Assignee
YUNNAN INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL SCIENCE (KUNMING CHINA INTERNATIONAL RESEARCH CENTER FOR PLATEAU LAKE)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YUNNAN INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL SCIENCE (KUNMING CHINA INTERNATIONAL RESEARCH CENTER FOR PLATEAU LAKE) filed Critical YUNNAN INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL SCIENCE (KUNMING CHINA INTERNATIONAL RESEARCH CENTER FOR PLATEAU LAKE)
Priority to CN201611250830.5A priority Critical patent/CN106587452A/zh
Publication of CN106587452A publication Critical patent/CN106587452A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/103—Arsenic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Abstract

本发明属于复杂成分重金属废水处理技术领域，具体涉及一种利用离子膜电解法处理含砷废水的方法。步骤如下：（1）预处理；（2）加入循环工作液；（3）将经过预处理的高酸度含砷废水通过输送设备加入到离子膜电解槽的阴极室内；（4）电解处理：向离子膜电解槽的电极板上通入直流电进行电解处理，电解处理时的电流密度为5A/m2~400A/m2，槽电压为1~30V，电解处理时间为1~24h；（5）阴极气体收集；（6）固液分离：所述的分离废液中砷的去除率为60.00%~99.99%；（7）后续工艺。与现有技术相比，本发明无需消耗石灰石、铁盐等药剂调节废水PH，从而节约了药剂的购买费用。

Description

一种离子膜电解处理含砷废水的方法
技术领域
本发明属于复杂成分重金属废水处理技术领域，具体涉及一种利用离子膜电解法处理含砷废水的方法。
背景技术：
砷在自然界中分布很广，大多数是以硫化物形式夹杂在铜、铅、锡、镍、钴、锌、金等矿石中，具有较高毒性，属于一类重金属污染物。对人的急性中毒剂量是0.07～0.2 g，致死量为0.1～0.3g，急性砷中毒可出现恶心、呕吐、腹泻及严重腹痛，慢性砷中毒是以皮肤损害为主的全身性疾病，可引起皮肤病，使造血功能低下，肝脏损害和感觉障碍，砷还会使部分不饱和脂肪酸脂质过氧化，导致黑脚病，无论是职业接触还是环境污染，砷均给人类健康带来很大危害。
含砷废水主要来源于冶金、石油、化工、制药等行业，多为高酸度复杂成分重金属废水，其中以三价砷的毒性最大，因此含砷废水必须经处理达标后排放，目前国内处理含砷废水的方法普遍采用石灰-铁盐法进行二级或三级处理，需消耗大量的铁盐和石灰，而且处理后的污泥量太大，脱水困难，并且含砷废渣成为二次污染废物，处理所需成本巨大。
电解法也称电化学氧化还原法，电化学氧化还原本质是指电解质溶液在电流的作用下，通过阳极反应，氧化分解难降解污染物或在阴极发生还原反应。当接通直流电源后，阴极与阳极之间产生了电位差，驱使阴离子移向阳极，在阳极放出电子，进行氧化反应，阳离子向阴极移动，在阴极取得电子，进行还原反应，形成沉淀，从而脱除有害成分。
发明内容：
本发明提供了一种利用离子膜电解处理含砷废水的方法，解决在高酸度条件下使用化学沉淀法脱砷沉淀渣量大和二次污染的问题。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种离子膜电解处理含砷废水的方法，采用离子膜电解槽对高酸度含砷废水进行处理，步骤如下：
（1）预处理：对需要进行处理的高酸度含砷废水进行预处理，使处理后的高酸度含砷废水中无大颗粒悬浮物；
（2）加入循环工作液：向离子膜电解槽的阳极室内加入循环工作液；
（3）将经过预处理的高酸度含砷废水通过输送设备加入到离子膜电解槽的阴极室内；
（4）电解处理：向离子膜电解槽的电极板上通入直流电进行电解处理，电解处理时的电流密度为5A/m2~400A/m2，槽电压为1~30V，电解处理时间为1~24h；
（5）阴极气体收集：在密闭状态下收集离子膜电解槽阴极室内在电解过程中所产生的气体；
（6）固液分离：电解后的废水从阴极室底部排出，经过固液分离后得到得到分离废液和含砷废渣，所述的分离废液中砷的去除率为60.00%~99.99%；
（7）后续工艺：将步骤（6）中所得的分离废液返回工厂进行回用，含砷废渣送后续工艺进行处理。
所述的高酸度含砷废水指PH值为0-3，砷含量为100~25000mg/L的废水。
步骤（2）中所述的循环工作液为PH为4-5的稀酸、自来水或经过预处理的高酸度含砷废水中的一种。
步骤（6）中所述的固液分离采用板框压滤机压滤，压滤后所产生的滤液为分离废液，所产生的滤饼为含砷废渣。
所述的离子膜电解槽由电极板、离子膜、电解槽和直流电源组成，所述的电极板包括阴极板和阳极板，阴极板和阳极板均由可导电的耐酸腐材料制成，阴极板与阳极板的间距为0.5mm~20mm；所述的离子膜设置在电解槽中间并将电解槽分割为阴极室和阳极室两部分；阴极板设置在阴极室内，阳极板设置在阳极室内；所述的直流电源连接到阴极板和阳极板上。
所述的阴极板的材料为碳纤维、石墨中的一种。
所述的阳极板的材料为石墨、钌铱涂层钛材料中的一种。
所述的离子膜为离子交换膜。
本发明的反应原理如下：
（1）在电解时在阴极板上发生以下反应：
H3AsO4+2H++2e-→H3AsO3+H2O
H3AsO3+2H++2e-→As+3H2O
HAsO2+3H++3e-→As+2H2O
H3AsO4+8H++8e-→AsH3+4H2O
HAsO2+6H++6e-→AsH3+2H2O
2H++2e-→H2
As+3H++3e-→AsH3
Xn++ (AsO3)3-→X3 (AsO3)n
X指高酸度含砷废水中的铅、铜、锌等其他金属。
（2）在电解时在阳极板上发生以下反应：
2OH--2e-→O2+2H2O
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）无需消耗石灰石、铁盐等药剂调节废水PH，从而节约了药剂的购买费用；（2）电解生成沉淀物量远远小于中和法产生的含砷废渣，降低了后续二次废物处理费用；（3）固液分离后的分离废液含有有价金属，可以返回生产系统再次进行提取，间接减少了生产原料中有价金属的流失，提高了金属回收率。
附图说明：
图1是本发明所使用的离子膜电解槽的结构示意图。
图中：1-阴极板；2-阳极板；3-离子膜；4-电解槽；5-直流电源。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不受实施例所限制。
如图1所示，本发明所使用的离子膜电解槽由电极板、离子膜（3）、电解槽（4）和直流电源（5）组成，电极板包括阴极板（1）和阳极板（2），阴极板和阳极板均由可导电的耐酸腐材料制成，阴极板与阳极板的间距为0.5mm~20mm；离子膜设置在电解槽中间并将电解槽分割为阴极室和阳极室两部分；阴极板设置在阴极室内，阳极板设置在阳极室内；直流电源连接到阴极板和阳极板上。阴极板的材料为碳纤维、石墨中的一种。阳极板的材料为石墨、钌铱涂层钛材料中的一种。离子膜为离子交换膜。阴极室底部设有排水口。
实施例1
取6L铜冶炼厂污酸废水经过预处理后置于电解槽阴极室中，配置PH=4的稀硫酸6L置于电解槽阳极室中，以石墨做为阴极板和阳极板，电极板尺寸为395mm*450mm*4mm，由宜兴市永旭石墨制品有限公司定制，施加直流电进行电解处理，电解反应工艺参数：电流密度5A/m2，阴极板和阳极板之间的间距为0.5mm，反应时间1h。然后将阴极室出水进行过滤，测定出水各污染指标，详见表一。
表一：实施例1测定结果表
由表一可以看出：As去除率达到60%。
实施例2
取6L锌冶炼厂污酸废水置于电解槽阴极室中，配置PH=5的稀硫酸6L置于电解槽阳极室中，以石墨做为阴极板和阳极板，电极板尺寸为395mm*450mm*4mm，由宜兴市永旭石墨制品有限公司定制，施加直流电进行电解处理，电解反应工艺参数：电流密度400A/m2，极板间距20mm，反应时间24h。将电解阴极室出水进行过滤，测定出水各污染指标，详见表二。
表二：实施例2测定结果表
由表二可见，As去除率达到99.63%。
实施例3
取6L矿渣废水置于电解槽阴极室中，配置PH=4.5的稀硫酸6L置于电解槽阳极室中，以碳纤维为阴极板，钌铱涂层钛为阳极板，电极板尺寸为395mm*450mm*4mm，阳离子膜由北京蓝星化工机械有限公司提供，施加直流电进行电解处理，电解反应工艺参数：电流密度250A/m2，极板间距10mm，反应时间12.5h。然后将电解阴极室出水进行过滤，测定出水各污染指标，详见表三。
表三：实施例3测定结果表
由表三可知，本实施例砷去除率为98.16%。
实施例4
取130mL锌冶炼厂污酸废水置于小号电解槽阴极室中，取130mL锌冶炼厂污酸废水置于电解槽阳极室中，以石墨做为阴极板和阳极板，电极板尺寸为50mm*40mm*4mm，施加直流电进行电解处理，电解反应工艺参数：电流密度300A/m2，极板间距20mm，反应时间22h。然后将电解阴极室出水进行过滤，测定出水各污染指标，详见表四。
表四：实施例4测定结果表
由表四可以看出，砷去除率为84.9%。
实施例5
取130mL锌冶炼厂污酸废水置于小号电解槽阴极室中，取130mL自来水置于电解槽阳极室中，以碳纤维为阴极板，采用浓硝酸对阴极板进行前期预处理，以钌铱涂层钛为阳极板，电极板尺寸为50mm*40mm*4mm，施加直流电进行电解处理，电解反应工艺参数：电流密度382A/m2，极板间距18.8mm，反应时间23.2h。然后将电解阴极室出水采用板框压滤机进行压滤，测定压滤机出水中各污染指标，详见表五。
表五：实施例5测定结果表
由表五可知，砷去除率为99.99%。

Claims (8)

1.一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于：采用离子膜电解槽对高酸度含砷废水进行处理，步骤如下：
（1）预处理：对需要进行处理的高酸度含砷废水进行预处理，使处理后的高酸度含砷废水中无大颗粒悬浮物；
（2）加入循环工作液：向离子膜电解槽的阳极室内加入循环工作液；
（3）将经过预处理的高酸度含砷废水通过输送设备加入到离子膜电解槽的阴极室内；
（4）电解处理：向离子膜电解槽的电极板上通入直流电进行电解处理，电解处理时的电流密度为5A/m2~400A/m2，槽电压为1~30V，电解处理时间为1~24h；
（5）阴极气体收集：在密闭状态下收集离子膜电解槽阴极室内在电解过程中所产生的气体；
（6）固液分离：电解后的废水从阴极室底部排出，经过固液分离后得到得到分离废液和含砷废渣，所述的分离废液中砷的去除率为60.00%~99.99%；
（7）后续工艺：将步骤（6）中所得的分离废液返回工厂进行回用，含砷废渣送后续工艺进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，所述的高酸度含砷废水指PH值为0-3，砷含量为100~25000mg/L的废水。
3.根据权利要求1所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的循环工作液为PH为4-5的稀酸、自来水或经过预处理的高酸度含砷废水中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，步骤（6）中所述的固液分离采用板框压滤机压滤，压滤后所产生的滤液为分离废液，所产生的滤饼为含砷废渣。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，所述的离子膜电解槽由电极板、离子膜、电解槽和直流电源组成，所述的电极板包括阴极板和阳极板，阴极板和阳极板均由可导电的耐酸腐材料制成，阴极板与阳极板的间距为0.5mm~20mm；所述的离子膜设置在电解槽中间并将电解槽分割为阴极室和阳极室两部分；阴极板设置在阴极室内，阳极板设置在阳极室内；所述的直流电源连接到阴极板和阳极板上。
6.根据权利要求5所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，所述的阴极板的材料为碳纤维、石墨中的一种。
7.根据权利要求5所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，所述的阳极板的材料为石墨、钌铱涂层钛材料中的一种。
8.根据权利要求5所述的一种离子膜电解处理含砷废水的方法，其特征在于，所述的离子膜为离子交换膜。
CN201611250830.5A 2016-12-30 2016-12-30 一种离子膜电解处理含砷废水的方法 Pending CN106587452A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611250830.5A CN106587452A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种离子膜电解处理含砷废水的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611250830.5A CN106587452A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种离子膜电解处理含砷废水的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106587452A true CN106587452A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58605156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611250830.5A Pending CN106587452A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种离子膜电解处理含砷废水的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106587452A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01293185A (ja) * 1988-05-18 1989-11-27 Tokyu Car Corp 脱リン，脱塩方法及びその装置
CN102633326A (zh) * 2012-04-28 2012-08-15 云南铜业股份有限公司 处理铜冶金流程中含氯酸性废水的离子交换膜电解方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01293185A (ja) * 1988-05-18 1989-11-27 Tokyu Car Corp 脱リン，脱塩方法及びその装置
CN102633326A (zh) * 2012-04-28 2012-08-15 云南铜业股份有限公司 处理铜冶金流程中含氯酸性废水的离子交换膜电解方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101748430B (zh) 印制板酸性蚀刻废液的铜回收系统及蚀刻液再生方法
Kim et al. Metal ion recovery from electrodialysis-concentrated plating wastewater via pilot-scale sequential electrowinning/chemical precipitation
CN101886271B (zh) 一种用于旋流电解方法的装置
CN103924085B (zh) 利用铜冶炼废酸从重金属污泥中回收铜锌镍的方法
CN103553249B (zh) 电镀废液中酸分离与重金属回收方法
CN101798131A (zh) 一种高效电镀废水处理及资源化利用装置
CN102120668A (zh) 印刷线路板综合废水资源化利用方法
CN100588745C (zh) 电子废弃物分级电解回收金属的方法
CN102633326B (zh) 处理铜冶金流程中含氯酸性废水的离子交换膜电解方法
CN102618873B (zh) Pcb蚀刻线氨洗水循环系统及方法
CN110857470B (zh) 一种三氯化铁蚀刻液的再生与循环方法
CN110422948A (zh) 电镀硫酸铜废水回收金属铜处理工艺
CN102303917A (zh) 印刷电路板酸性蚀刻废液与微蚀废液混合处理方法
CN101935126B (zh) 含锌重金属废水的电沉积和膜分离组合处理方法
CN106884185A (zh) 一种回收酸性蚀刻液中铜的工艺及系统装置
CN109179803A (zh) 一种棕化液cod处理工艺
CN105400959A (zh) 一种回收废酸中重金属并资源化利用的方法与装置
CN201614411U (zh) 印制板酸性蚀刻废液再生及铜回收装置
CN102329028A (zh) 黄金冶炼厂污酸废水电化学处理方法
CN104711636B (zh) 印刷电路板酸性蚀刻废液处理方法
CN1796615A (zh) 一种用于电镀溶液净化的恒电位循环电解处理的方法
CN104651880B (zh) 一种脱铜分氰联立工艺处理银冶炼含氰贫液的方法
CN107245580A (zh) 一种清洁有效的从酸性废蚀刻溶液中分离并回收铜、锡和铁的方法
CN106145458A (zh) 一种电镀废水的处理方法
CN106587452A (zh) 一种离子膜电解处理含砷废水的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170426