CN107758805A - 处理含氰废水的电催化粒及电催化氧化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污水处理方法，具体为一种电催化氧化处理含氰废水方法，包括活性炭30‑35％，5‑10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物，13‑16％铁的氧化物，22‑25％铜的氧化物，8‑11％锰的氧化物，2‑2.5％锌的氧化物，2.5‑4％锆的氧化物，3.5‑4％铈的氧化物，本发明提供的电催化料粒，制备成本低廉，机械强度较高，对比传统催化粒，其对含氰废水的处理效率得到大幅度的提升；本发明通过三维电极催化池提料技术、洗料技术、均匀布水布气技术、实现催化氧化法连续处理含氰废水中的目的。尤其适用于三维电极催化氧化技术过程中，克服了现有技术中催化粒由于被污物附着容易失效的缺陷。

Description

处理含氰废水的电催化粒及电催化氧化方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体为一种电催化氧化处理含氰废水方法。
背景技术
在有色金属矿物提取金银铜、氰化电镀、化工、炼焦等行业生产工艺中均排放大量的含氰废水。氰化物是毒性很大的化学品，不论在城市还是偏远山区，含氰废水排放都必须严格按照国家环保局制定的排放标准控制其排放浓度，否则将对人、畜及自然环境造成危害。
电解法利用电化学氧化还原反应破坏废水中的氰化物。废水中的氰化物离子电解时，在阳极上失去电子氧化成氰酸盐或氮气。电解法处理氰化物废水在碱性条件下进行，以防止产生氰化氢气体污染操作场所。
反应为：CN-+2OH-→CNO-+H2O+2e
2CNO-+4OH-→2CO2+N2+2H2O+6e
Mnn++ne→M
该法的优点是占地面积小，污泥量小，不需添加其他药剂，在除氰的同时能去除污水中的COD。但工厂排水口的总氰浓度往往低于200mg/L，在此浓度的条件下，电解法因电流效率低，电耗大，化学氧化法投药量大，不够经济，以上两种处理方法都很难达到新的排放要求(氰≤0.1mg/l)，运用该方法完全达到新排放要求，且吨水运行费用只有1.5元左右。
目前中国专利CN 102001737 B公开了一种用于处理含氰废水的电催化粒及用于处理含氰废水的方法，除氰专用电催化料粒，按重量百分比计算，由活性炭40-44％，粘结剂14-19％，13-16％铁的氧化物，22-25％铜的氧化物，4-7％锰的氧化物，1-1.5％锌的氧化物，0.5-1％锆的氧化物，0.5-1％铈的氧化物组成。
以上对比文件通过加大了铜氧化物的用量，并优化了各种物质的配比，使得其可以尤其针对于含氰废水的处理，其去除效率显著提高，连续式动态实验可稳定达到95-99％以上的去除效率，实践中我们发现其配方的配比可以达到较高的去除率，基本上是在15分钟至30分钟达到较高的去除率。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种通过方法的优化并且结合配方的优化可以在较短时间内完成含氰废水的处理的电催化氧化处理含氰废水系统。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种处理含氰废水的电催化粒，包括活性炭30-35％，5-10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物，13-16％铁的氧化物，22-25％铜的氧化物，8-11％锰的氧化物，2-2.5％锌的氧化物，2.5-4％锆的氧化物，3.5-4％铈的氧化物。
所述活性炭30％，10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物,15％铁的氧化物，25％铜的氧化物，10％锰的氧化物，2％的锌的氧化物，4％锆的氧化物，4％铈的氧化物。
一种电催化氧化处理含氰废水方法，包括：
步骤一：将废水通入调节池，对调节池进行加碱操作，进行PH粗调，使PH值调至8-10；
步骤二：将调节池内废水通过提升泵送入PH调节搅拌箱，对PH进行精调，将PH值调至9-9.5；
步骤三：经PH精调后的废水送入一级羟基絮凝复合床,所述一级羟基絮凝复合床包括曝气区和反应区，所述曝气区位于一级羟基絮凝复合床底部，所述反应区内含有电催化粒和电极；电极所施加的脉冲直流电压为20～40V，电流密度40～60mA/cm2，电催化粒与废水的质量比为1∶1～1.2∶1，汽水比为1:4-6；
步骤四：将废水在一级羟基絮凝复合床中悬停15至30分钟；
步骤五：将废水通入离子交换器，采用上进下出的方式，流速15-25m/h。
步骤六：将经过离子交换器的废水进行回收。
所述的待处理废水中氰的含量低于1000mg/L。
所述曝气区内存在催化粒子和水，并通入空气在通电情况下产生羟基自由基氰化物进行氧化。
所述离子交换器采用5％NaOH溶液作为再生液。
所述再生液作为电催化氧化处理含氰废水方法的调节池和PH值调节搅拌箱的PH调节液。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：本发明提供的电催化料粒，制备成本低廉，机械强度较高，对比传统催化粒，其对含氰废水的处理效率得到大幅度的提升。
本发明通过三维电极催化池提料技术、洗料技术、均匀布水布气技术、实现催化氧化法连续处理含氰废水中的目的。尤其适用于三维电极催化氧化技术过程中，克服了现有技术中催化粒由于被污物附着容易失效的缺陷。
本发明将新的电催化粒与离子交换器(可在线清洗催化粒的废水处理装置)有机地结合起来，用于处理含氰废水，其中各种处理参数的有机组合，获得了最佳的协同处理效果。电镀废水的现场小试(200L/hr，已稳定运转约半年)应用结果表明，当总氰浓度低于1000mg/L条件下，本发明方式使得含氰污染物去除率＞95％，处理每吨废水的电耗保持在1500-2000W，运行费用低于1.50元人民币，具有投资省，能耗及维护费用低，同时污泥量极少，不产生二次污染，其应用前景广阔。
同时相比先前的处理含氰废水的电催化粒而言，由于不再需要粘合剂，直接采用曝气与电催化粒相结合，通过对电催化粒的配方进行了多次的实验和改进，可以在较短的时间内达到95％以上的含氰污染物的去除，结合电催化的优化以及离子交换器的设计，即便总氰浓度在1000mg/L的条件下，仍无需进行二次回收操作。
其次采用5％NaOH溶液的再生液作为原液PH调节剂，整个运行过程没有废液排出。
备采用PLC自动控制，成套化，运行过程中不需添加氧化剂，只需耗电，吨水电耗为1-1.5度，运行过程不产生有毒有害物质，而且出水达到回用或一级A排放标准。
附图说明
图1是利用传统的电催化料粒处理含氰污染物的间隙式静态实验效果图(总氰浓度 196mg/L)；
图2是对比文件一的电催化料粒处理含氰污染物的间隙式静态实验效果图(总氰浓度 196mg/L)；
图3是本发明的电催化料粒处理含氰污染物的间隙式静态实验效果图(总氰浓度275mg/L)。
具体实施方式
如图3所示，一种处理含氰废水的电催化粒，包括活性炭30-35％，5-10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物，13-16％铁的氧化物，22-25％铜的氧化物，8-11％锰的氧化物，2-2.5％锌的氧化物，2.5-4％锆的氧化物，3.5-4％铈的氧化物。
所述活性炭30％，10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物,15％铁的氧化物，25％铜的氧化物，10％锰的氧化物，2％的锌的氧化物，4％锆的氧化物，4％铈的氧化物。
一种电催化氧化处理含氰废水方法，包括：
步骤一：将废水通入调节池，对调节池进行加碱操作，进行PH粗调，使PH值调至8-10；
步骤二：将调节池内废水通过提升泵送入PH调节搅拌箱，对PH进行精调，将PH值调至9-9.5；
步骤三：经PH精调后的废水送入一级羟基絮凝复合床,所述一级羟基絮凝复合床包括曝气区和反应区，所述曝气区位于一级羟基絮凝复合床底部，所述反应区内含有电催化粒和电极；电极所施加的脉冲直流电压为20～40V，电流密度40～60mA/cm2，电催化粒与废水的质量比为1∶1～1.2∶1，汽水比为1:4-6；
步骤四：将废水在一级羟基絮凝复合床中悬停15至30分钟；
步骤五：将废水通入离子交换器，采用上进下出的方式，流速15-25m/h。
步骤六：将经过离子交换器的废水进行回收。
所述的待处理废水中氰的含量低于1000mg/L。
所述曝气区内存在催化粒子和水，并通入空气在通电情况下产生羟基自由基氰化物进行氧化。
所述离子交换器采用5％NaOH溶液作为再生液。
所述再生液作为电催化氧化处理含氰废水方法的调节池和PH值调节搅拌箱的PH调节液。
本发明提供的电催化料粒，制备成本低廉，机械强度较高，对比传统催化粒，其对含氰废水的处理效率得到大幅度的提升。
本发明通过三维电极催化池提料技术、洗料技术、均匀布水布气技术、实现催化氧化法连续处理含氰废水中的目的。尤其适用于三维电极催化氧化技术过程中，克服了现有技术中催化粒由于被污物附着容易失效的缺陷。
本发明将新的电催化粒与离子交换器(可在线清洗催化粒的废水处理装置)有机地结合起来，用于处理含氰废水，其中各种处理参数的有机组合，获得了最佳的协同处理效果。电镀废水的现场小试(200L/hr，已稳定运转约半年)应用结果表明，当总氰浓度低于1000mg/L条件下，本发明方式使得含氰污染物去除率＞95％，处理每吨废水的电耗保持在1500-2000W，运行费用低于1.50元人民币，具有投资省，能耗及维护费用低，同时污泥量极少，不产生二次污染，其应用前景广阔。
同时相比先前的处理含氰废水的电催化粒而言，由于不再需要粘合剂，直接采用曝气与电催化粒相结合，通过对电催化粒的配方进行了多次的实验和改进，可以在较短的时间内达到95％以上的含氰污染物的去除，结合电催化的优化以及离子交换器的设计，即便总氰浓度在1000mg/L的条件下，仍无需进行二次回收操作。
以下是本发明经过多次实验后的实验数据：
污水来源：生产污水日期：2015-11-27
日期 12.10 12.12 12.14 12.15
原水 99 115 23 237
一级 4.7 4.2 1.3 6.7
去除率％ 95.25 96.34 94.34 97.17
二级 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 0.021
注：1、一级是絮凝床装置，二级是离子交换 2、装置处理量：200l/h 3、运行方式：连续进出水 4、运行电压：25-35V直流
采用5％NaOH溶液的再生液作为原液PH调节剂，整个运行过程没有废液排出。
备采用PLC自动控制，成套化，运行过程中不需添加氧化剂，只需耗电，吨水电耗为1-1.5度，运行过程不产生有毒有害物质，而且出水达到回用或一级A排放标准。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种处理含氰废水的电催化粒，包括活性炭30-35％，5-10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物，13-16％铁的氧化物，22-25％铜的氧化物，8-11％锰的氧化物，2-2.5％锌的氧化物，2.5-4％锆的氧化物，3.5-4％铈的氧化物。
2.根据权利要求1所述的处理含氰废水的电催化粒，其特征在于：所述活性炭30％，10％碳酸二甲酯和乙烯基磺混合物,15％铁的氧化物，25％铜的氧化物，10％锰的氧化物，2％的锌的氧化物，4％锆的氧化物，4％铈的氧化物。
3.一种电催化氧化处理含氰废水方法，包括：
步骤一：将废水通入调节池，对调节池进行加碱操作，进行PH粗调，使PH值调至8-10；
步骤二：将调节池内废水通过提升泵送入PH调节搅拌箱，对PH进行精调，将PH值调至9-9.5；
步骤三：经PH精调后的废水送入一级羟基絮凝复合床,所述一级羟基絮凝复合床包括曝气区和反应区，所述曝气区位于一级羟基絮凝复合床底部，所述反应区内含有电催化粒和电极；电极所施加的脉冲直流电压为20～40V，电流密度40～60mA/cm2，电催化粒与废水的质量比为1∶1～1.2∶1，汽水比为1:4-6；
步骤四：将废水在一级羟基絮凝复合床中悬停15至30分钟；
步骤五：将废水通入离子交换器，采用上进下出的方式，流速15-25m/h。
步骤六：将经过离子交换器的废水进行回收。
4.根据权利要求3所述的电催化氧化处理含氰废水方法，其特征在于：所述的待处理废水中氰的含量低于1000mg/L。
5.根据权利要求3所述的电催化氧化处理含氰废水方法，其特征在于：所述曝气区内存在催化粒子和水，并通入空气在通电情况下产生羟基自由基对氰化物进行氧化。
6.根据权利要求3所述的电催化氧化处理含氰废水方法，其特征在于：所述离子交换器采用5％NaOH溶液作为再生液。
7.根据权利要求7所述的电催化氧化处理含氰废水方法，其特征在于：所述再生液作为电催化氧化处理含氰废水方法的调节池和PH值调节搅拌箱的PH调节液。
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