CN1321906C - 一种用电解法处理dsd酸氧化废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用电解法处理DSD酸氧化废水的方法，属于染料工业废水治理的技术领域。利用以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分做导电介质，对染料废水通电电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生H2，新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色。工艺为：调节电解池的极板高度为25～35cm，调节电解电流为30～50A；将稀释后的废水导入电解槽，使得废水进入电解槽中的位置在极板高度的4～8cm处；进行反应，反应时间为2.5～3.5h，出水。本发明的优点在于：达到了除盐和脱色的目的，使得经过电解槽的DSD酸氧化废水在排放时各项指标能够达到排放标准。
Description
技术领域
本发明是属于染料工业废水治理的技术领域，特别是提供了一种用电解法处理DSD酸氧化废水的方法(DSD酸即4，4-二氨基二苯乙烯-2，2二磺酸，简称DSD酸；4，4-Diamino stilbene-2，2 disulfonic acid缩写DSD acid)，是重要的染料中间体之一。它是以对硝基甲苯作原料，在一定的条件下经磺化、氧化缩合和还原等化学过程制取。DSD酸氧化废水主要是用来制造荧光增白剂、直接冻黄G、直接黄R、耐晒橙F3G和防蛀虫剂等)的方法。利用以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分做导电介质，对染料废水通电电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生H2，新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色。
背景技术
化学工业是环境污染的主要行业，而染料工业又是化学工业中污染环境最为严重的行业。染料三废造成的毒害远远超过应用染料的印染工业。因此，染料工业的三废治理和染料本身的重要性，应该相提并论。
在废气、废水、废渣三方面污染中，尤以废水污染问题最为突出。染料工业废水以及印染废水由于水质复杂，色度深，以及有机污染物含量高，用常规的物化法及生物处理很难达到目的。因此，染料工业的三废治理和染料本身的重要性，应该相提并论。
DSD酸氧化废水主要是用来制造荧光增白剂、直接冻黄G、直接黄R、耐晒橙F3G和防蛀虫剂等。DSD酸氧化废水的可生化性BOD5与CODcr比值仅为0.03，属于生物极难降解的废水。DSD酸生产废水具有有机污染物浓度高、pH低、色度深、含盐量高、毒性强、生物难降解、间歇排放等特点。所以，DSD酸生产废水是目前最难治理的废水之一。开展DSD酸生产废水治理技术的研究极为重要。
1.国内染料废水现有处理工艺
从理论上讲，多种物理化学方法、生物方法以及各种复合处理法都可以用于染料废水的脱色处理，如絮凝沉淀、吸附、离子交换、超滤、渗析、化学氧化、光氧化、电解及生物处理方法等。凡是考虑到工业生产效率和处理成本，目前染料工业上常用的方法有絮凝沉淀(气浮)、电解、氧化、吸附、生物降解等。
(1)电化学法
一般采用石墨、钛板等作极板，以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分做导电介质，对染料废水通电电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生H2，新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色，此法属于电解法。以Fe、Al作阳极，由电极反应产生Fe2+及Al3+，其水解产物形成絮凝，通过对染料分子的氧化还原及粘附作用而脱色，絮体由阴极产生的H2浮上，此法属于电气浮法。
(2)厌氧-好氧联合处理法
传统的好氧处理法在去除色度和难降解有机物方面效果很差，不能满足要求。对厌氧生物处理的研究表明，厌氧过程能改变很多难降解物质的结构，如有机氯化物等，从而提高其在好氧条件下的生物降解性能，使其在后续的好氧处理中被除去。也已有很多研究证明厌氧-好氧工艺在处理染料工业废水方面的有效性。
(3)化学氧化法
化学氧化是去除废水中污染物质的有效方法之一，其目的是将污染物氧化为无害的终端产物或较易生物降解的中间产物。通过化学氧化，可以使废水中的有机物和无机物氧化分解，从而降低废水的BOD和COD值，是废水中有毒物质无害化。
(4)电絮凝-催化氧化法
此类处理方法是一种组合处理工艺，因为某些染料废水含有阳离子染料和酸性染料，并且因其有大量的无机盐，故导电性较好，但是可生化性差。
(5)吸附法
许多工业废水中含有难降解的有机物例如烷基苯磺酸(ABS)以及一些杂环化合物，用传统的生物处理方法较难或不可能予以去除，往往利用具有活性表面的固体的吸附作用来去除。
(6)萃取法
萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物之后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。
2.国外染料废水处理工艺
(1)生物处理法
生物处理法可采用厌氧法和好氧法。厌氧法对染料废水中的偶氮基、蒽醌基、三苯甲烷基都可降解。好氧法如传统活性污泥法、接触氧化法、射流曝气法、氧化沟法均有相当的脱色效果。对难降解的染料废水，A/O法及以生物吸附法为基础的A/B法，均可取得较好的脱色效果。
(2)纯氧曝气生物处理法
纯氧曝气生物处理在国外应用较多，由于氧转移效率高，混合液污泥浓度(MLSS)高，因此可提高脱色和去除有机污染物的能力。
(3)脱色絮凝法
在脱色絮凝剂方面，近年来研究开发了锌螯聚电解质——聚集剂ZB-II、ZB-III及Celfloc-3915[15]等高效混凝剂。在提高生物方法脱色方面，近年来着眼于培养新菌种，发现假单胞细菌、浮游球衣菌、节杆菌、枯草菌、氧化酵母菌等微生物对偶氮染料脱色降解有相当的效果。
(4)碱减量废水处理法
化学法处理碱减量废水的理论依据是：碱减量废水用酸中和使其pH值达到4～6后，对苯二甲酸析出，去除了对苯二甲酸的碱减量废水再与涤纶仿真丝废水中的精炼、印染等其他工艺的废水混合，这样的综合废水的pH值一般小于11，CODcr不超过1400mg/l，在此情况下采用生化法进行治理，再经过物化处理，出水即可达到排放标准。
从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，但总体上没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。因此，认为解决废水问题的根本出路在于工艺改革，通过采用先进的生产工艺来减排或不排废水。这方面国内已有许多成功的例子，如苯胺和邻家苯胺的生产将铁粉还原改为氢化还原，彻底消除了铁泥水的污染；又如以氢化还原代替硫化碱还原用于氨基苯甲醚的生产，彻底消除了含硫废水等。
电解法作为一种较为成熟的水处理技术，以往多用于处理含氰、含铬的电镀废水，近年已广泛应用于处理印染废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等的研究。电解法具有很多优点，尤其突出的是电解法设备化程度高，是环保产业应予重视的一个发展领域。
本发明是利用电解法处理高盐高浓度染料废水，DSD酸氧化废水含有大量的无机盐(主要是NaCl)。用电解法处理这种废水最大的优点就是利用废水中含有的NaCl，经过电解后生成次氯酸钠，然后进一步处理废水。这样就达到了除盐和脱色的目的，使得经过电解槽的DSD酸氧化废水在排放时各项指标能够达到排放标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用电解法处理DSD酸氧化废水的方法。本发明处理DSD酸废水是利用废水中含有的NaCl，经过电解后生成次氯酸钠，然后进一步处理废水，这样就达到了除盐和脱色的目的，使得经过电解槽的DSD酸氧化废水在排放时各项指标能够达到排放标准。
本发明利用以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分做导电介质，对染料废水通电电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生H2，新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色。具体工艺为：
1.调节电解槽的工艺参数：调节电解池的极板高度为25～35cm，调节电解电流为30～50A；
2.将废水进行稀释，稀释倍数为3～7倍，将稀释后的废水导入电解槽，使得废水进入电解槽中的位置在极板高度的4～8cm处；
3.进行反应，反应时间为2.5～3.5h，测定水的COD和色度达到标准，出水。
本发明的优点在于：处理DSD废水最大的优点就是利用废水中含有的NaCl，经过电解后生成次氯酸钠，然后进一步处理废水，这样就达到了除盐和脱色的目的，使得经过电解槽的DSD酸氧化废水在排放时各项指标能够达到排放标准，对COD和色度的去除能够取得很好的效果，同时解决了传统的处理方法所遇到的一系列的问题。
具体实施方式
实施例1：废水稀释倍数对COD和色度的影响
1)取原废水8L，将其稀释三倍至24L后，倒入电解槽中。
2)调节电流(I)为20A，开始计时，电解两个小时(T)取样。
3)再取原废水4.8L和2.4L，分别将其稀释五倍和十倍至24L后，倒入电解槽中。重复步骤2)。
4)测定三种水样的COD和色度。
电解废水容量为24L时，稀释的倍数为五倍的效果较好，颜色稍微变浅，但仍呈深棕色，COD去除率已经接近50％。
实施例2：电解池极板高度对COD和色度的影响
1)取稀释五倍后的废水12L，将其倒入电解槽中，使得浸没在液面以下的电极板高度为15cm。
2)调节电流为20A，开始计时，电解两个小时取样。
3)再取稀释五倍后的废水8L和4L，分别将其倒入电解槽中，使得浸没在液面以下的电极板高度分别为10cm和5cm，重复步骤2)。
4)测定样品的COD和色度。
稀释五倍后的废水电解时，电极板高度为5cm的效果较好，电解后的废水COD减少很多，颜色大幅度变浅，呈棕色。
实施例3：电解时间对COD和色度的影响
1)取稀释五倍后的废水，将其倒入电解槽中，使得浸没在液面以下的电极板高度为5cm。
2)调节电流为20A，开始计时，分别在电解60，90，120，180，240，300分钟时取样。
3)测定样品的COD和色度。
稀释五倍后的废水在电极板高度为5cm时最佳的电解时间是180min(3个小时)，电解后的废水COD去除率已达到66.5％，颜色大幅度变浅，呈棕色，除色率已高达83％。
实施例4：电解电流对COD和色度的影响
1)取稀释五倍后的废水，将其倒入电解槽中，使得浸没在液面以下的电极板高度为5cm。
2)调节电流为30A，开始计时，电解三个小时取样。
3)重复步骤1)，在分别调节电解电流为35A和40A，电解三个小时取样。
4)测定样品的COD、色度和电导率。
稀释五倍后的废水，在电极板高度为5cm、电解时间是180min(3h)时，用不同的电解电流处理废水，当电解电流为40A时，COD的去除率达到了83.3％，除色率的变化不大，达到81.5％。
Claims (1)
1、一种用电解法处理4，4-二氨基二苯乙烯-2，2二磺酸氧化废水的方法，利用以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分做导电介质，对染料废水通电电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生H2，新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色；工艺为：
a、调节电解槽的工艺参数：调节电解槽的极板高度为25～35cm，调节电解电流为30～50A；
b、将废水稀释，稀释倍数为3～7倍，将稀释后的废水导入电解槽，使得废水进入电解槽中的位置在极板高度的4～8cm处；
c、进行反应，反应时间为2.5～3.5小时，测定水的COD和色度达到标准，出水。
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