CN1465532A - 含有机毒物废水的电场氧化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的含有机毒物废水的电场氧化处理方法，涉及利用电极沉积和电氧化现象，收集水中的金属离子和氧化水中的有机污染物的方法。旨在解决已有的化学处理方法的费作高和二次污染等问题。本方法进行至少一次氧化除垢处理，将被处理水送入电场式硬水氧化处理器的电解室氧化水中的金属离子在电极板上沉积生成金属氧化垢和氧化水中的卤素负离子生成次卤酸，转换电极板的正负极性，金属氧化垢从电极板上脱落于水中排出，间隔式交替循环地转换电极板的电极性，金属氧化垢的沉积和脱落也交替循环进行，再经沉淀和/或过滤分离去除金属氧化垢，直至获得净化水。适用于制备饮用水、工业用水、工业废水、生活污水、处理电镀废水并回收废水中的金属。

Description

含有机毒物废水的电场氧化处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理方法，特别是利用电极沉积和电氧化物理现象，收集水中的金属离子和氧化工业废水中的有机污染物的水处理方法。

背景技术

目前从水中氧化有机物的方法是往水中添加氧化剂如次氯酸钠，其缺点是费用高，不可避免地增加了处理对象的化学污染。工业上去除废水中的多价金属的方法主要是化学沉淀法，加酸、加碱、加盐等，沉淀对环境污染较大的成分。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种能净化水，回收电镀污水中的金属和氧化有机物污染，结构简单、处理效果优异、运行费用低廉的含有机污染废水电场氧化处理方法。

本发明利用电极沉积现象和电氧化现象，采用电场氧化沉积污染物和过滤沉淀分离来实现其目的。并进一步采用添加卤素负离子和食盐氧化分解有机污染物来实现其目的。

本发明的含有机污染废水电场氧化处理方法(参见附图)，其特征在于使用的电场式硬水氧化处理器有直流电源联接成正负电极性相间排列的至少两块电极板(4、5、9)及其延伸式连接的绝缘隔板(10)分隔成的流道式的电解室(8)，处理方法是进行至少一次氧化除垢处理，氧化除垢处理是将被处理水送入电场式硬水氧化处理器的电解室氧化水中的金属离子在电极板上沉积生成金属氧化垢和氧化水中的卤素负离子生成次卤酸，转换电极板的正负极性，金属氧化垢从电极板上脱落于水中排出，间隔式交替循环地转换电极板的电极性，金属氧化垢的沉积和脱落也交替循环进行，再经沉淀和/或过滤分离去除金属氧化垢，完成一次氧化除垢处理，氧化除垢处理步骤串连进行，直至获得净化水。

上述的在被处理水中添加氯化钠、溴化钠和盐酸中的至少一种。

上述的被处理水可以经过滤后再进行氧化除垢处理。

上述的电场式硬水氧化处理器的电极板的板面呈铅垂状。

本发明的氧化除垢处理程序中的氧化还原沉积处理是依据以下的原理：当溶液中低于溶度积的某种离子，在电场的驱动下靠近电极时，在电极附近的区域其浓度将超过溶度积，而在电极表面发生沉积。另外，在电极表面也发生氧化一还原反应，使一些低价金属离子氧化为高价离子，如二价铁离子氧化为三价铁离子而沉淀。氧化卤素负离子成次卤酸，次卤酸再进一步氧化分解水中的有机物质，如农药、氰离子、产生臭味的醇、醛、酮等。本发明方法在电场式硬水氧化处理器中进行氧化还原沉积处理时，将能间隔式交替循环地输出正负电极性的直流电源的输出极与本处理器的电极板接通形成电场，绝缘隔板使水中的电流不会越过电极板而形成短路。将被处理的水送入从进口送入电场式硬水氧化处理器，溶解于水中的高价金属离子在电场的作用下，向负电极板集中，由于其区域浓度超过该种离子的溶度积而在负极板上沉积结垢。结垢到一定程度后，转换电极板的极性，即将原负电极的电极板转换成正电极，将原正电极板转换成负电极。这些结垢即从电极板上脱落而被收集，再经沉淀和/或过滤而分离，使流过电极板的水中的高价金属离子的含量极大程度地降低，从而除去水中的钙、铁、锰、铅、汞、铬、镉等高价金属离子。同时，流过水的电流将水中的卤素负离子氧化成次卤酸，次卤酸再氧化分解水中的有机物，如有机磷农药、臭味物质，也氧化低价金属离子成高价不溶物质，使其能方便地从水中分离，除去水中的有机物。再者，次卤酸能杀死甚至杀灭水中的细菌、病毒、真菌，对水进行消毒处理。

本发明的水处理量与电解室的数量与工作电压成正比；电极板的面积和电流强度与被处理污水的浓度、污水的流量成正比；相邻电极板间的距离的平方与被处理污水的水压成反比；相邻电极板间的电压和被处理污水的浓度、流量成正比。

使用本发明将被处理水送入电场式硬水氧化处理器进行氧化还原沉积处理，并定时交替地转换电极板的正负电极性，污染物的氧化物在电极板上沉积和脱落也交替产生，脱落的沉淀物随水排出电场式硬水氧化处理器，经过滤和/或分离去除沉淀物，获得净化水。

本发明与现有技术相比较，具有如下的明显优点和显著效果。

一、本发明方法中的电场氧化还原沉积处理，是一种物理过程，利用电极板的沉淀和氧化作用，能软化硬水，从硬水和污水中除去钙、铁、锰、铅、汞、铬、镉等高价金属离子，分解去除水中的有机物，杀死水中的细菌、病毒、真菌，去除臭味，处理电镀废水并回收电镀废水中的金属、分解电镀废水中的氰酸盐，处理效果优异。

二、本发明方法中采用的电场式硬水氧化处理器的结构简单、运行费用低廉。处理一吨中度污染水的费用为0.1元人民币以下。

本发明方法适用于制备锅炉用的软水，软化处理高铁、钙、铅的饮水，净化处理游泳池水、养鱼池水，净化处理造纸废水、城市生活污水等，处理电镀废水并回收电镀废水中的金属、分解电镀废水中的氰酸盐。

下面，再用实施例及其附图对本发明作进一步地说明。

附图说明

图1  是本发明的一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法的设备系统图。

图2  是本发明的另一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法的设备系统图。

图3  是本发明方法中采用的一种电场式硬水氧化处理器去掉外壳上部后的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法，参见附图1、3。本发明方法所采用的水处理系统由高位废液池、电场式硬水氧化处理器、沉淀池等构成。高位废液池和沉淀池采用通常的结构。

上述的电场式硬水氧化处理器，如附图3所示，图3显示去掉外壳上部后的俯视结构。由外壳、电极板、绝缘隔板等构成。上述的外壳1，呈卧式的长方管形，用通常的绝缘塑料制成。外壳的左端有接管式的进口2，右端有接管式的出口3。由于出口小于外壳端部尺寸时，而将出口设置在外壳端部的上部。从而，外壳的内腔形成流道式结构。上述的电极板，用通常的制备电极的材料制成矩形的平板形。电极板有至少两块，全部电极板沿流道方向相互平行呈铅垂状、且上下两端与外壳的内壁相接地安装在外壳1中。位于两外侧的电极板4和电极板5分别接装有接线柱6和接线柱7。两接线柱分别与直流电源(图中未表示)的两输出电极联接。从而在每两块相邻的电极板间构成一个电解室8。直流电源选用能自动控制进行定时交替地输出正负极性的通常的直流电源。在电极板4和电极板5之间的电极板9可以与直流电源的输出电极联接，也可以不与直流电源联接。当在外壳中充满导电水溶液，两外侧的电极板4和电极板5接通直流电源，而中间的电极板9不与直流电源联接时，电子从负极即一外侧电极板依次穿过中间的多块电极板8及其间的导电水溶液流向另一外侧的电极板，由于导电水溶液的导通，因此，形成每块中间电极板的板面的两侧分别为正电极和负电极。上述的绝缘隔板10，用通常的绝缘材料如塑料板制成矩形的平板形，采用通常的卡槽式的镶嵌结构，在每一块电极板的前后两端分别呈延伸式地连接一块绝缘隔板10。绝缘隔板与电极板可以是在同一平面上的连接，也可以是相交平面的联接。绝缘隔板的厚度最好与电极板的厚度相同。如上构成本实施例的卧式的电场式硬水氧化处理器。按每天处理50M³电镀废水量确定电场式硬水氧化处理器的规模，电场式硬水氧化处理器的电极板的面积15dM²，10个电解室，每小时处理电镀废水5.0M³。若将两个以上的电场式硬水氧化处理器并联，便能成倍地加大处理量。如并联10台处理量为50M³/小时的电场式硬水氧化处理器，则处理量为500M³/小时。

使用本发明方法的水处理系统，高位废液池的容量50M³，带搅拌器，废水送入储存搅拌均匀后待次日处理，以克服浓度不均匀，降低处理工艺难度。废水池池底到电场式硬水氧化处理器顶部的落差为5M。将高位废液池11中的电镀工业废水经管道12及其中的阀门13送入电场式硬水氧化处理器14，经接线柱6和接线柱7将电极板4和电极板5分别与直流电源的正电极和负电极输出端子联接形成电场，电镀工业废水在流经各电解室8时，废水中的贵重金属的离子被氧化而沉积在各电极板上形成金属盐的结垢，当运行0.5小时间电极板上的结垢较多时，在输出电压150V，电流30A的直流电源的控制下，转换输出的电极性，则原正电极转换为负电极，原负电极转换为正电极，沉积在电极板上的结垢迅速脱落后再重新沉积结垢。每0.5小时交替循环地转换电极板的电极性，使在电极板上交替循环地生成结垢再脱落，脱落后的结垢混于水中随流动而排出电场式硬水氧化处理器；同时电场将废水中的卤素负离子，氧化成次卤酸，次卤酸再进一步氧化分解废水中氰离子，生成二氧化碳和氮；次卤酸同时杀死甚至杀灭废水中的细菌、病毒、真菌，对水进行消毒处理，制得在处理水。再经管道15及其中的阀门16将在处理水送入沉淀池17，沉淀池采用50M³圆筒尖底，管道15与沉淀池的腰部接通，且进口沿圆筒的切线方向，使进液时整个沉淀池的液体缓慢旋转，有利沉淀物向尖底集中。经沉淀后从沉淀池的靠近顶部的清水排放管19排放净化水，从沉淀池的尖底经排液管18排放金属盐的结垢。再另行采用通常的方法从金属盐中回收贵重金属。

本实施例的发明方法处理电镀工业废水，能达到回收废水中贵重金属和分解废水中氰酸的双重目的。本实施例以消除氰酸为主要目的。如果电镀废水中的氯离子含量太低，可以在电镀工业废水中添加食盐0.02～0.05％，以提高次氯酸含量，加速氰酸的分解。电流的大小根据水量大小，氰酸含量等因素决定，一般可直接测定处理后废水中的次氯酸和氰酸含量。次氯酸偏高，降低电流；氰酸未消除完，升高电流。

采用本发明方法处理电镀废水，废水中氰酸平均含量为27ppm(1mMol/L)，其他可氧化有机物总量为45ppm，用高锰酸钾滴定法测出耗氧量为2.9mMol/L，氯离子含量为5.5mMol/L，高于氰酸和有机物总耗氧量，不需要添加氯化钠(食盐)。

本系统运行时，在沉淀池清水排放管19的管口检测出经处理后获得的净化水含次氯酸0.7mM，氰酸测定值为测定极限；COD(化学耗氧量)值130mg/l，BOD(生物耗氧量)值22mg/l，符合排放标准。每7天从沉淀池的排液管18收集含金属化合物的沉淀50～80Kg。

实施例2

本发明的一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法，参见附图1、3。本发明方法所有采用的水处理系统与实施例1相同，处理过程相同。本实施例用于处理农药生产厂的农药废水。由于各种农药废水中含各种农药和农药半成品。本实施例以处理生产有机磷农药的农药废水。每天需要处理35M³废水，农药废水的BOD在20000mg/L以上。废水中总有机物含量为270mM/L。废水中COD值在30000mg/l以上，检查原因是含H₂S，因此先用石灰中和pH值到8.5～9.0之间，沉淀中和时产生的CaS，然后再用电场式硬水氧化处理器处理。由于废水中的氯离子含量低于20mM/L，因此需要添加食盐到100mM。本实施例用通常的自动盐水添加器，将饱和食盐水添加到废水中，然后送入电场式硬水氧化处理器处理，其电场工作电压为155V，电流25A，处理量为40M³/小时。处理时测定沉淀池的次氯酸盐含量为0.14mM/L，BOD为87mg/L。沉淀池收集到的沉淀主要是钙和未彻底分解的有机物。

实施例3

本发明的一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法，参见附图2、3。本发明方法所采用的水处理系统与实施例1基本相同，处理过程也基本相同。本实施例的特点如下：

1、在实施例1的水处理系统的前端用管道20联接通常结构的过滤器21，废水经过滤器21过滤去除固体污染物后经管道20送入高位废液池11。

2、在实施例1的水处理系统的后端经管道22及其中的阀门23串接连通电场式硬水氧化处理器24，然后再经管道25连通沉淀池26。本实施例中的两组电场式硬水氧化处理器的结构相同，两个沉淀池的结构也相同，均不在底端设置排放管，但需适时清除沉淀物。本实施例进行串连的两次氧化除垢处理程序。

3、本实施例的两组电场式硬水氧化处理器，均由4个处理量为50M³/h的实施例那样的电场式硬水氧化处理器并联组成，即处理量为4×50M³/h＝200M³/h。第一组的电压72V，电流125A×4，第二组的电压110V，电流100A×4。

本实施例用于处理抗菌素生产厂的含抗菌素废水。以处理有6个200M³发酵罐，主要生产青霉素、头孢霉素等抗菌素的含抗菌素废水为例。抗菌素生产厂每天排出含抗菌素废水2000M³，BOD值测定74000mg/L，需要处理。实际测定有机物含量为1700mg/L(按称重法测定)，NaCl含量0.31％，总抗菌素含量在3.2～43单位/ml(按抑菌圈试验测定)。处理后净化水的BOD低于100mg/l。

Claims (5)

1、一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法，其特征在于使用的电场式硬水氧化处理器有直流电源联接成正负电极性相间排列的至少两块电极板(4、5、9)及其延伸式连接的绝缘隔板(10)分隔成的流道式的电解室(8)，处理方法是进行至少一次氧化除垢处理，氧化除垢处理是将被处理水送入电场式硬水氧化处理器的电解室氧化水中的金属离子在电极板上沉积生成金属氧化垢和氧化水中的卤素负离子生成次卤酸，转换电极板的正负极性，金属氧化垢从电极板上脱落于水中排出，间隔式交替循环地转换电极板的电极性，金属氧化垢的沉积和脱落也交替循环进行，再经沉淀和/或过滤分离去除金属氧化垢，完成一次氧化除垢处理，氧化除垢处理步骤串连进行，直至获得净化水。

2、根据权利要求1所述的含有机毒物废水的电场氧化处理方法，其特征在于在被处理水中添加氯化钠、溴化钠和盐酸中的至少一种。

3、根据权利要求1或2所述的含有机毒物废水的电场氧化处理方法，其特征在于所说的被处理水经过滤后再进行氧化除垢处理。

4、根据权利要求1或2所述的含有机毒物废水的电场氧化处理方法，其特征在于所说的电场式硬水氧化处理器的电极板的板面呈铅垂状。

5、根据权利要求3所述的含有机毒物废水的电场氧化处理方法，其特征在于所说的电场式硬水氧化处理器的电极板的板面呈铅垂状。

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