CN112759036A - 电解法处理盐酸废水的方法及用于盐酸废水电解的电解池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电解法处理盐酸废水的方法及用于盐酸废水电解的电解池，涉及工业废水处理技术领域。本发明中用于盐酸废水电解的电解池，包括阳极槽和阴极槽，阳极槽和阴极槽沿竖直方向呈交替并列设置，阳极槽和阴极槽的两对称的外侧壁两端上均一体成型设置有第一固定凸起，且四个第一固定凸起上分别设置有导电液进口、电解液出口、导电液出口和电解液进口；阳极槽和阴极槽上的导电液进口、电解液出口、导电液出口和电解液进口分别呈上下对齐设置。本发明通过阳极槽、阴极槽、氢气出口、氯气出口、第一通槽、第二通槽、第三通槽和第四通槽的设置，可以有效降低排放水中氯的含量，同时电解之后的氢气和氯气可以回收再利用，有效的节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，特别是涉及电解法处理盐酸废水的方法及用于盐酸废水电解的电解池，主要用于锗生产的废水中盐酸的处理。
背景技术
在现有的锗生产过程中会产生大量的稀废盐酸，面对该稀废盐酸，现有的技术手段是，在废酸中加入碱性溶液进行中和后在排放，该技术手段虽然可以解决废液中含酸的问题，但是中和之后的废液中会含有30-40g/L的高氯废水，依然存在环境污染的问题，而且整个中和处理的成本较高，因此有必要对现有技术进行改进，已解决现有技术中的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的盐酸废水在处理时，会产生大量的高氯废水而导致环境污染且处理成本较高的缺陷，提供一种处理效果好且成本低的电解法处理盐酸废水的方法及用于盐酸废水电解的电解池。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为电解法处理盐酸废水的方法，具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为3%～14%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在15～16V,槽电流控制在300～310A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过离子膜流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯90～100mg/L的溶液。
进一步地，所述导电液为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%。
进一步地，所述离子膜仅允许阳离子通过。
本发明还提供了用于盐酸废水电解的电解池，包括阳极槽和阴极槽，所述阳极槽和阴极槽沿竖直方向呈交替并列设置，所述阳极槽和阴极槽的两对称的外侧壁两端上均一体成型设置有第一固定凸起，且四个所述第一固定凸起上分别设置有导电液进口、电解液出口、导电液出口和电解液进口；
所述阳极槽和阴极槽上的导电液进口、电解液出口、导电液出口和电解液进口分别呈上下对齐设置，所述导电液进口和导电液出口互呈对角设置，同时电解液出口和电解液进口互呈对角设置；
所述导电液进口和导电液出口位置的阴极槽内壁上均设置有第一通槽，同时电解液出口和电解液进口位置的阳极槽内壁上均设置有第二通槽；
两个所述第一通槽分别与导电液进口和导电液出口呈连通设置，同时两个所述第二通槽分别与电解液出口和电解液进口呈连通设置；
所述阳极槽和阴极槽的一端内壁上均对称设置有第二固定凸起，两个第二固定凸起上分别设置有氢气出口和氯气出口，其中，所述阳极槽上的氢气出口与阴极槽上的氢气出口呈上下对齐设置，同时阳极槽上的氯气出口和阴极槽上的氯气出口呈上下对齐设置；
所述阳极槽上的一个第二固定凸起内壁上设置有第三通槽，同时阴极槽上的一个第二固定凸起内壁上设置有第四通槽，所述第三通槽与氯气出口呈连通设置，同时第四通槽与氢气出口呈连通设置；
所述阳极槽的内侧构成阳极室，同时阴极槽的内侧构成阴极室，相邻的阳极室和阴极室之间位置设置有仅供阳离子通过的离子膜。
进一步地，所述阳极槽上的两个第二固定凸起之间位置的阳极槽上固定安装有阳极板，所述阴极槽上的两个第二固定凸起之间位置的阴极槽上固定安装有阴极板。
进一步地，所述阳极板为钛电极板，所述阴极板为镍电极板。
进一步地，设置有第二固定凸起的阳极槽和/或阴极槽的侧边与设置有第一固定凸起的阳极槽和/或阴极槽的侧边呈垂直设置。
进一步地，所述阳极槽共设置有m个，所述阴极槽共设置有n个，且m=n+1。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过对阳极槽中的待电解液进行电解，可以将待电解液中的HCL电解呈氯离子和氢离子，氯离子在阳极室中形成氯气，氢离子通过离子膜进入阴极室中形成氢气，产生的氯气通过第三通槽从氯气出口排出，产生的氢气通过第四通槽从氢气出口排出，排出的氯气和氢气分别进行收集，以回收返回锗生产车间使用，而经过电解之后的废水中只含有90-100mg/L的含氯水，该设置可以有效的降低废水中含氯量，同时电解之后的氢气和氯气还可以回收再利用，降低了废水处理成本。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例五的整体结构示意图；
图2为本发明实施例五的左视图；
图3为本发明实施例五的配合图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、阳极槽；2、阴极槽；3、导电液进口；4、电解液出口；5、氢气出口；6、氯气出口；7、导电液出口；8、电解液进口；9、第一固定凸起；10、第二通槽；11、第一通槽；12、第三通槽；13、第四通槽；14、阳极板；15、阴极板；16、第二固定凸起。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
本发明为电解法处理盐酸废水的方法，具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为3%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；导电液优选为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在15V,槽电流控制在300A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过仅允许阳离子通过的离子膜后流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯100mg/L的溶液。
实施例二
本发明为电解法处理盐酸废水的方法，具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为5%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；导电液优选为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在15V,槽电流控制在300A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过仅允许阳离子通过的离子膜后流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯95mg/L的溶液。
实施例三
本发明为电解法处理盐酸废水的方法，具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为10%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；导电液优选为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在16V,槽电流控制在310A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过仅允许阳离子通过的离子膜后流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯95mg/L的溶液。
实施例四
本发明为电解法处理盐酸废水的方法，具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为14%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；导电液优选为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在16V,槽电流控制在310A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过仅允许阳离子通过的离子膜后流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯90mg/L的溶液。
实施例五
请参阅图1-2所示，本发明还提供了用于盐酸废水电解的电解池，包括阳极槽1和阴极槽2，阳极槽1和阴极槽2沿竖直方向呈交替并列设置，阳极槽1和阴极槽2的两对称的外侧壁两端上均一体成型设置有第一固定凸起9，且四个第一固定凸起9上分别设置有导电液进口3、电解液出口4、导电液出口7和电解液进口8；
阳极槽1共设置有m个，阴极槽2共设置有n个，且m=n+1；
阳极槽1和阴极槽2上的导电液进口3、电解液出口4、导电液出口7和电解液进口8分别呈上下对齐设置，导电液进口3和导电液出口7互呈对角设置，同时电解液出口4和电解液进口8互呈对角设置，该设置可以实现阳极槽1和阴极槽2上的多个导电液进口3、多个电解液出口4、多个导电液出口7和多个电解液进口8之间呈连通设置，方便待电解液和导电液的流入和排出；
导电液进口3和导电液出口7位置的阴极槽2内壁上均设置有第一通槽11，同时电解液出口4和电解液进口8位置的阳极槽1内壁上均设置有第二通槽10；
两个第一通槽11分别与导电液进口3和导电液出口7呈连通设置，同时两个第二通槽10分别与电解液出口4和电解液进口8呈连通设置；
上述设置的工作原理为，工作人员先分别通过装置最上方的导电液进口3和电解液进口8注入导电液和待电解液，通过多个阳极槽1上的第二通槽10可以实现阳极室中注满待电解液，通过多个阴极槽2上的第一通槽11可以实现阳极室中注满导电液，而导电液出口7和电解液出口4的设置便于电解之后的导电液和待电解液的排出。
请参阅图1-3所示，阳极槽1和阴极槽2的一端内壁上均对称设置有第二固定凸起16，两个第二固定凸起16上分别设置有氢气出口5和氯气出口6，其中，阳极槽1上的氢气出口5与阴极槽2上的氢气出口5呈上下对齐设置，同时阳极槽1上的氯气出口6和阴极槽2上的氯气出口6呈上下对齐设置，该设置可以实现阳极槽1和阴极槽2上的多个氯气出口6和多个氢气出口5呈连通设置，便于各阳极室和阴极室中的氯气和氢气排出；
阳极槽1上的一个第二固定凸起16内壁上设置有第三通槽12，同时阴极槽2上的一个第二固定凸起16内壁上设置有第四通槽13，第三通槽12与氯气出口6呈连通设置，同时第四通槽13与氢气出口5呈连通设置；
设置有第二固定凸起16的阳极槽1和/或阴极槽2的侧边与设置有第一固定凸起9的阳极槽1和/或阴极槽2的侧边呈垂直设置；
阳极槽1的内侧构成阳极室，同时阴极槽2的内侧构成阴极室，相邻的阳极室和阴极室之间位置设置有仅供阳离子通过的离子膜；
阳极槽1上的两个第二固定凸起16之间位置的阳极槽1上固定安装有阳极板14，阴极槽2上的两个第二固定凸起16之间位置的阴极槽2上固定安装有阴极板15，阳极板14优选为钛电极板，阴极板15优选为镍电极板；
上述设置的工作原理为，注入本装置中的待电解液和导电液通过阳极板14和阴极板15的通电电解，阳极室中的待电解液中HCL分解成氯离子和氢离子，氯离子在阳极室中转化为氯气，通过第三通槽12从氯气出口6排出，氢离子通过离子膜进入阴极室中转化为氢气，通过第四通槽13从氢气出口5排出。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.电解法处理盐酸废水的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：将盐酸废水通过工业水进行稀释，以得到待电解液，该待电解液中HCL的浓度为3%～14%；
S2：将待电解液通过电解池上的电解液进口注入阳极槽中，注入的待电解液逐渐通过阳极槽内侧的暗孔注满各个阳极室；
S3：将导电液通过电解池上的导电液进口注入阴极槽中，注入的导电液逐渐通过阴极槽内侧的暗孔注满各个阴极室；
S4：通电对电解池中的待电解液进行电解，槽电压控制在15～16V,槽电流控制在300～310A，得到氯气和氢气；
S5：阳极室中的氯离子转化为氯气通过氯气通道排出，阳极室中的氢离子通过离子膜流入阴极室，并在阴极室中转化为氢气通过氢气通道排出；
S6：电解池持续通电电解，直到阳极室中得到含氯90～100mg/L的溶液。
2.如权利要求1所述的电解法处理盐酸废水的方法，其特征在于，所述导电液为NaCl盐水，且导电液中NaCl含量为5%。
3.如权利要求1所述的电解法处理盐酸废水的方法，其特征在于，所述离子膜仅允许阳离子通过。
4.用于盐酸废水电解的电解池，包括阳极槽（1）和阴极槽（2），其特征在于，所述阳极槽（1）和阴极槽（2）沿竖直方向呈交替并列设置，所述阳极槽（1）和阴极槽（2）的两对称的外侧壁两端上均一体成型设置有第一固定凸起（9），且四个所述第一固定凸起（9）上分别设置有导电液进口（3）、电解液出口（4）、导电液出口（7）和电解液进口（8）；
所述阳极槽（1）和阴极槽（2）上的导电液进口（3）、电解液出口（4）、导电液出口（7）和电解液进口（8）分别呈上下对齐设置，所述导电液进口（3）和导电液出口（7）互呈对角设置，同时电解液出口（4）和电解液进口（8）互呈对角设置；
所述导电液进口（3）和导电液出口（7）位置的阴极槽（2）内壁上均设置有第一通槽（11），同时电解液出口（4）和电解液进口（8）位置的阳极槽（1）内壁上均设置有第二通槽（10）；
两个所述第一通槽（11）分别与导电液进口（3）和导电液出口（7）呈连通设置，同时两个所述第二通槽（10）分别与电解液出口（4）和电解液进口（8）呈连通设置；
所述阳极槽（1）和阴极槽（2）的一端内壁上均对称设置有第二固定凸起（16），两个第二固定凸起（16）上分别设置有氢气出口（5）和氯气出口（6），其中，所述阳极槽（1）上的氢气出口（5）与阴极槽（2）上的氢气出口（5）呈上下对齐设置，同时阳极槽（1）上的氯气出口（6）和阴极槽（2）上的氯气出口（6）呈上下对齐设置；
所述阳极槽（1）上的一个第二固定凸起（16）内壁上设置有第三通槽（12），同时阴极槽（2）上的一个第二固定凸起（16）内壁上设置有第四通槽（13），所述第三通槽（12）与氯气出口（6）呈连通设置，同时第四通槽（13）与氢气出口（5）呈连通设置；
所述阳极槽（1）的内侧构成阳极室，同时阴极槽（2）的内侧构成阴极室，相邻的阳极室和阴极室之间位置设置有仅供阳离子通过的离子膜。
5.如权利要求4所述的用于盐酸废水电解的电解池，其特征在于，所述阳极槽（1）上的两个第二固定凸起（16）之间位置的阳极槽（1）上固定安装有阳极板（14），所述阴极槽（2）上的两个第二固定凸起（16）之间位置的阴极槽（2）上固定安装有阴极板（15）。
6.如权利要求5所述的用于盐酸废水电解的电解池，其特征在于，所述阳极板（14）为钛电极板，所述阴极板（15）为镍电极板。
7.如权利要求4所述的用于盐酸废水电解的电解池，其特征在于，设置有第二固定凸起（16）的阳极槽（1）和/或阴极槽（2）的侧边与设置有第一固定凸起（9）的阳极槽（1）和/或阴极槽（2）的侧边呈垂直设置。
8.如权利要求4所述的用于盐酸废水电解的电解池，其特征在于，所述阳极槽（1）共设置有m个，所述阴极槽（2）共设置有n个，且m=n+1。
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