專利名稱：含有機毒物廢水的電場氧化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理方法，特別是利用電極沉積和電氧化物理現(xiàn)象，收集水中的金屬離子和氧化工業(yè)廢水中的有機污染物的水處理方法。
背景技術(shù)：
目前從水中氧化有機物的方法是往水中添加氧化劑如次氯酸鈉，其缺點是費用高，不可避免地增加了處理對象的化學(xué)污染。工業(yè)上去除廢水中的多價金屬的方法主要是化學(xué)沉淀法，加酸、加堿、加鹽等，沉淀對環(huán)境污染較大的成分。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種能凈化水，回收電鍍污水中的金屬和氧化有機物污染，結(jié)構(gòu)簡單、處理效果優(yōu)異、運行費用低廉的含有機污染廢水電場氧化處理方法。
本發(fā)明利用電極沉積現(xiàn)象和電氧化現(xiàn)象，采用電場氧化沉積污染物和過濾沉淀分離來實現(xiàn)其目的。并進一步采用添加鹵素負離子和食鹽氧化分解有機污染物來實現(xiàn)其目的。
本發(fā)明的含有機污染廢水電場氧化處理方法(參見附圖)，其特征在于使用的電場式硬水氧化處理器有直流電源聯(lián)接成正負電極性相間排列的至少兩塊電極板(4、5、9)及其延伸式連接的絕緣隔板(10)分隔成的流道式的電解室(8)，處理方法是進行至少一次氧化除垢處理，氧化除垢處理是將被處理水送入電場式硬水氧化處理器的電解室氧化水中的金屬離子在電極板上沉積生成金屬氧化垢和氧化水中的鹵素負離子生成次鹵酸，轉(zhuǎn)換電極板的正負極性，金屬氧化垢從電極板上脫落于水中排出，間隔式交替循環(huán)地轉(zhuǎn)換電極板的電極性，金屬氧化垢的沉積和脫落也交替循環(huán)進行，再經(jīng)沉淀和/或過濾分離去除金屬氧化垢，完成一次氧化除垢處理，氧化除垢處理步驟串連進行，直至獲得凈化水。
上述的在被處理水中添加氯化鈉、溴化鈉和鹽酸中的至少一種。
上述的被處理水可以經(jīng)過濾后再進行氧化除垢處理。
上述的電場式硬水氧化處理器的電極板的板面呈鉛垂?fàn)睢?br> 本發(fā)明的氧化除垢處理程序中的氧化還原沉積處理是依據(jù)以下的原理當(dāng)溶液中低于溶度積的某種離子，在電場的驅(qū)動下靠近電極時，在電極附近的區(qū)域其濃度將超過溶度積，而在電極表面發(fā)生沉積。另外，在電極表面也發(fā)生氧化一還原反應(yīng)，使一些低價金屬離子氧化為高價離子，如二價鐵離子氧化為三價鐵離子而沉淀。氧化鹵素負離子成次鹵酸，次鹵酸再進一步氧化分解水中的有機物質(zhì)，如農(nóng)藥、氰離子、產(chǎn)生臭味的醇、醛、酮等。本發(fā)明方法在電場式硬水氧化處理器中進行氧化還原沉積處理時，將能間隔式交替循環(huán)地輸出正負電極性的直流電源的輸出極與本處理器的電極板接通形成電場，絕緣隔板使水中的電流不會越過電極板而形成短路。將被處理的水送入從進口送入電場式硬水氧化處理器，溶解于水中的高價金屬離子在電場的作用下，向負電極板集中，由于其區(qū)域濃度超過該種離子的溶度積而在負極板上沉積結(jié)垢。結(jié)垢到一定程度后，轉(zhuǎn)換電極板的極性，即將原負電極的電極板轉(zhuǎn)換成正電極，將原正電極板轉(zhuǎn)換成負電極。這些結(jié)垢即從電極板上脫落而被收集，再經(jīng)沉淀和/或過濾而分離，使流過電極板的水中的高價金屬離子的含量極大程度地降低，從而除去水中的鈣、鐵、錳、鉛、汞、鉻、鎘等高價金屬離子。同時，流過水的電流將水中的鹵素負離子氧化成次鹵酸，次鹵酸再氧化分解水中的有機物，如有機磷農(nóng)藥、臭味物質(zhì)，也氧化低價金屬離子成高價不溶物質(zhì)，使其能方便地從水中分離，除去水中的有機物。再者，次鹵酸能殺死甚至殺滅水中的細菌、病毒、真菌，對水進行消毒處理。
本發(fā)明的水處理量與電解室的數(shù)量與工作電壓成正比；電極板的面積和電流強度與被處理污水的濃度、污水的流量成正比；相鄰電極板間的距離的平方與被處理污水的水壓成反比；相鄰電極板間的電壓和被處理污水的濃度、流量成正比。
使用本發(fā)明將被處理水送入電場式硬水氧化處理器進行氧化還原沉積處理，并定時交替地轉(zhuǎn)換電極板的正負電極性，污染物的氧化物在電極板上沉積和脫落也交替產(chǎn)生，脫落的沉淀物隨水排出電場式硬水氧化處理器，經(jīng)過濾和/或分離去除沉淀物，獲得凈化水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下的明顯優(yōu)點和顯著效果。
一、本發(fā)明方法中的電場氧化還原沉積處理，是一種物理過程，利用電極板的沉淀和氧化作用，能軟化硬水，從硬水和污水中除去鈣、鐵、錳、鉛、汞、鉻、鎘等高價金屬離子，分解去除水中的有機物，殺死水中的細菌、病毒、真菌，去除臭味，處理電鍍廢水并回收電鍍廢水中的金屬、分解電鍍廢水中的氰酸鹽，處理效果優(yōu)異。
二、本發(fā)明方法中采用的電場式硬水氧化處理器的結(jié)構(gòu)簡單、運行費用低廉。處理一噸中度污染水的費用為0.1元人民幣以下。
本發(fā)明方法適用于制備鍋爐用的軟水，軟化處理高鐵、鈣、鉛的飲水，凈化處理游泳池水、養(yǎng)魚池水，凈化處理造紙廢水、城市生活污水等，處理電鍍廢水并回收電鍍廢水中的金屬、分解電鍍廢水中的氰酸鹽。
下面，再用實施例及其附圖對本發(fā)明作進一步地說明。


圖1 是本發(fā)明的一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法的設(shè)備系統(tǒng)圖。
圖2 是本發(fā)明的另一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法的設(shè)備系統(tǒng)圖。
圖3 是本發(fā)明方法中采用的一種電場式硬水氧化處理器去掉外殼上部后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1本發(fā)明的一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，參見附圖1、3。本發(fā)明方法所采用的水處理系統(tǒng)由高位廢液池、電場式硬水氧化處理器、沉淀池等構(gòu)成。高位廢液池和沉淀池采用通常的結(jié)構(gòu)。
上述的電場式硬水氧化處理器，如附圖3所示，圖3顯示去掉外殼上部后的俯視結(jié)構(gòu)。由外殼、電極板、絕緣隔板等構(gòu)成。上述的外殼1，呈臥式的長方管形，用通常的絕緣塑料制成。外殼的左端有接管式的進口2，右端有接管式的出口3。由于出口小于外殼端部尺寸時，而將出口設(shè)置在外殼端部的上部。從而，外殼的內(nèi)腔形成流道式結(jié)構(gòu)。上述的電極板，用通常的制備電極的材料制成矩形的平板形。電極板有至少兩塊，全部電極板沿流道方向相互平行呈鉛垂?fàn)?、且上下兩端與外殼的內(nèi)壁相接地安裝在外殼1中。位于兩外側(cè)的電極板4和電極板5分別接裝有接線柱6和接線柱7。兩接線柱分別與直流電源(圖中未表示)的兩輸出電極聯(lián)接。從而在每兩塊相鄰的電極板間構(gòu)成一個電解室8。直流電源選用能自動控制進行定時交替地輸出正負極性的通常的直流電源。在電極板4和電極板5之間的電極板9可以與直流電源的輸出電極聯(lián)接，也可以不與直流電源聯(lián)接。當(dāng)在外殼中充滿導(dǎo)電水溶液，兩外側(cè)的電極板4和電極板5接通直流電源，而中間的電極板9不與直流電源聯(lián)接時，電子從負極即一外側(cè)電極板依次穿過中間的多塊電極板8及其間的導(dǎo)電水溶液流向另一外側(cè)的電極板，由于導(dǎo)電水溶液的導(dǎo)通，因此，形成每塊中間電極板的板面的兩側(cè)分別為正電極和負電極。上述的絕緣隔板10，用通常的絕緣材料如塑料板制成矩形的平板形，采用通常的卡槽式的鑲嵌結(jié)構(gòu)，在每一塊電極板的前后兩端分別呈延伸式地連接一塊絕緣隔板10。絕緣隔板與電極板可以是在同一平面上的連接，也可以是相交平面的聯(lián)接。絕緣隔板的厚度最好與電極板的厚度相同。如上構(gòu)成本實施例的臥式的電場式硬水氧化處理器。按每天處理50M3電鍍廢水量確定電場式硬水氧化處理器的規(guī)模，電場式硬水氧化處理器的電極板的面積15dM2，10個電解室，每小時處理電鍍廢水5.0M3。若將兩個以上的電場式硬水氧化處理器并聯(lián)，便能成倍地加大處理量。如并聯(lián)10臺處理量為50M3/小時的電場式硬水氧化處理器，則處理量為500M3/小時。
使用本發(fā)明方法的水處理系統(tǒng)，高位廢液池的容量50M3，帶攪拌器，廢水送入儲存攪拌均勻后待次日處理，以克服濃度不均勻，降低處理工藝難度。廢水池池底到電場式硬水氧化處理器頂部的落差為5M。將高位廢液池11中的電鍍工業(yè)廢水經(jīng)管道12及其中的閥門13送入電場式硬水氧化處理器14，經(jīng)接線柱6和接線柱7將電極板4和電極板5分別與直流電源的正電極和負電極輸出端子聯(lián)接形成電場，電鍍工業(yè)廢水在流經(jīng)各電解室8時，廢水中的貴重金屬的離子被氧化而沉積在各電極板上形成金屬鹽的結(jié)垢，當(dāng)運行0.5小時間電極板上的結(jié)垢較多時，在輸出電壓150V，電流30A的直流電源的控制下，轉(zhuǎn)換輸出的電極性，則原正電極轉(zhuǎn)換為負電極，原負電極轉(zhuǎn)換為正電極，沉積在電極板上的結(jié)垢迅速脫落后再重新沉積結(jié)垢。每0.5小時交替循環(huán)地轉(zhuǎn)換電極板的電極性，使在電極板上交替循環(huán)地生成結(jié)垢再脫落，脫落后的結(jié)垢混于水中隨流動而排出電場式硬水氧化處理器；同時電場將廢水中的鹵素負離子，氧化成次鹵酸，次鹵酸再進一步氧化分解廢水中氰離子，生成二氧化碳和氮；次鹵酸同時殺死甚至殺滅廢水中的細菌、病毒、真菌，對水進行消毒處理，制得在處理水。再經(jīng)管道15及其中的閥門16將在處理水送入沉淀池17，沉淀池采用50M3圓筒尖底，管道15與沉淀池的腰部接通，且進口沿圓筒的切線方向，使進液時整個沉淀池的液體緩慢旋轉(zhuǎn)，有利沉淀物向尖底集中。經(jīng)沉淀后從沉淀池的靠近頂部的清水排放管19排放凈化水，從沉淀池的尖底經(jīng)排液管18排放金屬鹽的結(jié)垢。再另行采用通常的方法從金屬鹽中回收貴重金屬。
本實施例的發(fā)明方法處理電鍍工業(yè)廢水，能達到回收廢水中貴重金屬和分解廢水中氰酸的雙重目的。本實施例以消除氰酸為主要目的。如果電鍍廢水中的氯離子含量太低，可以在電鍍工業(yè)廢水中添加食鹽0.02～0.05％，以提高次氯酸含量，加速氰酸的分解。電流的大小根據(jù)水量大小，氰酸含量等因素決定，一般可直接測定處理后廢水中的次氯酸和氰酸含量。次氯酸偏高，降低電流；氰酸未消除完，升高電流。
采用本發(fā)明方法處理電鍍廢水，廢水中氰酸平均含量為27ppm(1mMol/L)，其他可氧化有機物總量為45ppm，用高錳酸鉀滴定法測出耗氧量為2.9mMol/L，氯離子含量為5.5mMol/L，高于氰酸和有機物總耗氧量，不需要添加氯化鈉(食鹽)。
本系統(tǒng)運行時，在沉淀池清水排放管19的管口檢測出經(jīng)處理后獲得的凈化水含次氯酸0.7mM，氰酸測定值為測定極限；COD(化學(xué)耗氧量)值130mg/l，BOD(生物耗氧量)值22mg/l，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。每7天從沉淀池的排液管18收集含金屬化合物的沉淀50～80Kg。
實施例2本發(fā)明的一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，參見附圖1、3。本發(fā)明方法所有采用的水處理系統(tǒng)與實施例1相同，處理過程相同。本實施例用于處理農(nóng)藥生產(chǎn)廠的農(nóng)藥廢水。由于各種農(nóng)藥廢水中含各種農(nóng)藥和農(nóng)藥半成品。本實施例以處理生產(chǎn)有機磷農(nóng)藥的農(nóng)藥廢水。每天需要處理35M3廢水，農(nóng)藥廢水的BOD在20000mg/L以上。廢水中總有機物含量為270mM/L。廢水中COD值在30000mg/l以上，檢查原因是含H2S，因此先用石灰中和pH值到8.5～9.0之間，沉淀中和時產(chǎn)生的CaS，然后再用電場式硬水氧化處理器處理。由于廢水中的氯離子含量低于20mM/L，因此需要添加食鹽到100mM。本實施例用通常的自動鹽水添加器，將飽和食鹽水添加到廢水中，然后送入電場式硬水氧化處理器處理，其電場工作電壓為155V，電流25A，處理量為40M3/小時。處理時測定沉淀池的次氯酸鹽含量為0.14mM/L，BOD為87mg/L。沉淀池收集到的沉淀主要是鈣和未徹底分解的有機物。
實施例3本發(fā)明的一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，參見附圖2、3。本發(fā)明方法所采用的水處理系統(tǒng)與實施例1基本相同，處理過程也基本相同。本實施例的特點如下1、在實施例1的水處理系統(tǒng)的前端用管道20聯(lián)接通常結(jié)構(gòu)的過濾器21，廢水經(jīng)過濾器21過濾去除固體污染物后經(jīng)管道20送入高位廢液池11。
2、在實施例1的水處理系統(tǒng)的后端經(jīng)管道22及其中的閥門23串接連通電場式硬水氧化處理器24，然后再經(jīng)管道25連通沉淀池26。本實施例中的兩組電場式硬水氧化處理器的結(jié)構(gòu)相同，兩個沉淀池的結(jié)構(gòu)也相同，均不在底端設(shè)置排放管，但需適時清除沉淀物。本實施例進行串連的兩次氧化除垢處理程序。
3、本實施例的兩組電場式硬水氧化處理器，均由4個處理量為50M3/h的實施例那樣的電場式硬水氧化處理器并聯(lián)組成，即處理量為4×50M3/h＝200M3/h。第一組的電壓72V，電流125A×4，第二組的電壓110V，電流100A×4。
本實施例用于處理抗菌素生產(chǎn)廠的含抗菌素廢水。以處理有6個200M3發(fā)酵罐，主要生產(chǎn)青霉素、頭孢霉素等抗菌素的含抗菌素廢水為例?？咕厣a(chǎn)廠每天排出含抗菌素廢水2000M3，BOD值測定74000mg/L，需要處理。實際測定有機物含量為1700mg/L(按稱重法測定)，NaCl含量0.31％，總抗菌素含量在3.2～43單位/ml(按抑菌圈試驗測定)。處理后凈化水的BOD低于100mg/l。
權(quán)利要求
1.一種含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，其特征在于使用的電場式硬水氧化處理器有直流電源聯(lián)接成正負電極性相間排列的至少兩塊電極板(4、5、9)及其延伸式連接的絕緣隔板(10)分隔成的流道式的電解室(8)，處理方法是進行至少一次氧化除垢處理，氧化除垢處理是將被處理水送入電場式硬水氧化處理器的電解室氧化水中的金屬離子在電極板上沉積生成金屬氧化垢和氧化水中的鹵素負離子生成次鹵酸，轉(zhuǎn)換電極板的正負極性，金屬氧化垢從電極板上脫落于水中排出，間隔式交替循環(huán)地轉(zhuǎn)換電極板的電極性，金屬氧化垢的沉積和脫落也交替循環(huán)進行，再經(jīng)沉淀和/或過濾分離去除金屬氧化垢，完成一次氧化除垢處理，氧化除垢處理步驟串連進行，直至獲得凈化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，其特征在于在被處理水中添加氯化鈉、溴化鈉和鹽酸中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，其特征在于所說的被處理水經(jīng)過濾后再進行氧化除垢處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，其特征在于所說的電場式硬水氧化處理器的電極板的板面呈鉛垂?fàn)睢?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，其特征在于所說的電場式硬水氧化處理器的電極板的板面呈鉛垂?fàn)睢?br> 全文摘要
本發(fā)明的含有機毒物廢水的電場氧化處理方法，涉及利用電極沉積和電氧化現(xiàn)象，收集水中的金屬離子和氧化水中的有機污染物的方法。旨在解決已有的化學(xué)處理方法的費作高和二次污染等問題。本方法進行至少一次氧化除垢處理，將被處理水送入電場式硬水氧化處理器的電解室氧化水中的金屬離子在電極板上沉積生成金屬氧化垢和氧化水中的鹵素負離子生成次鹵酸，轉(zhuǎn)換電極板的正負極性，金屬氧化垢從電極板上脫落于水中排出，間隔式交替循環(huán)地轉(zhuǎn)換電極板的電極性，金屬氧化垢的沉積和脫落也交替循環(huán)進行，再經(jīng)沉淀和/或過濾分離去除金屬氧化垢，直至獲得凈化水。適用于制備飲用水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水、生活污水、處理電鍍廢水并回收廢水中的金屬。
文檔編號C02F1/461GK1465532SQ02133420
公開日2004年1月7日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者劉錦超, 舒煦 申請人:四川川投博士創(chuàng)新科技開發(fā)有限公司