專利名稱：一種污染高溫凝結(jié)水的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污染高溫凝結(jié)水的凈化方法，特別是電催化氧化法高溫凝結(jié)水處理方法，屬于水處理和熱能回收技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蒸汽作為熱動力和熱源，在石油、化工、食品等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，蒸汽經(jīng)用汽水設(shè)備放出汽化潛熱，變成同溫同壓下的飽和高溫凝結(jié)水，其熱量占蒸汽總熱量的20% 30%，水溫一般在50°C 95°C，具有較高的熱量，將其回收，節(jié)能效益顯著。高溫凝結(jié)水從理論上來說水質(zhì)比較好，可以直接回收至鍋爐中再利用。但是，大多數(shù)工廠的高溫凝結(jié)水因為管道腐蝕、工藝或設(shè)備操作、物料泄露等原因，存在著鐵、油、可溶性小分子有機物等污染物，其中鐵主要以膠體、懸浮和可溶性的二價鐵離子形式存在，達不到工業(yè)鍋爐給水標準，所以不能直接回收利用，致使現(xiàn)今大多數(shù)工廠的高溫凝結(jié)水直接排放，浪費了熱能，同時增加了廢水廢熱的排放。目前，傳統(tǒng)的凝結(jié)水處理方法大都適用于電站鍋爐，電站鍋爐產(chǎn)生的凝結(jié)水是低溫凝結(jié)水，而工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的凝結(jié)水是高溫凝結(jié)水，傳統(tǒng)凝結(jié)水處理技術(shù)不適合高溫運行， 因此，應(yīng)用傳統(tǒng)凝結(jié)水處理技術(shù)必須將高溫凝結(jié)水降溫至60°C左右才能進行處理，需要配置大型換熱設(shè)備，不僅增加了設(shè)備投資，浪費了熱能，而且，還使水質(zhì)進一步被污染。為了解決上述問題，專利號200710024848. 8的發(fā)明專利采用陶瓷膜集成的方法將高溫凝結(jié)水中的油、膠體和懸浮的鐵除去，但該方法只除去了懸浮的油和鐵，并沒有除去溶解性的二價鐵離子；專利號為02236450. 1的發(fā)明專利高溫凝結(jié)水除鐵裝置，利用能與鐵離子發(fā)生反應(yīng)的填料來除去高溫凝結(jié)水中的鐵離子，該裝置只是將可溶性的鐵離子除去了，并沒有除去懸浮、膠態(tài)的鐵和油，同時也存在著油包裹填料而使除鐵離子效果變差的缺點；專利號 200820078553. 9發(fā)明了復(fù)合膜凝結(jié)水除油除鐵裝置，利用復(fù)合膜的截留效果，將凝結(jié)水中的油和懸浮的鐵除去，但是該方法并沒有將可溶性的二價鐵離子除去，并且復(fù)合膜裝置需要反復(fù)鋪膜，存在著操作復(fù)雜等問題。目前，我國大部分工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水沒有進行回收，主要原因在于缺乏能夠適合高溫運行、處理效果穩(wěn)定的處理技術(shù)。本發(fā)明的目的是針對高溫凝結(jié)水水質(zhì)特點，提供一種高溫凝結(jié)水處理技術(shù)，解決傳統(tǒng)凝結(jié)水處理技術(shù)不適合高溫運行、需降溫才能處理的難題，為節(jié)能提供一條有效途徑。污染的高溫凝結(jié)水中主要有鐵和油等雜質(zhì)，其中鐵主要以膠體、懸浮態(tài)的鐵和可溶性的二價鐵離子形式存在。本發(fā)明污染高溫凝結(jié)水凈化的方法是將高溫凝結(jié)水送入三維電極電催化裝置，高溫凝結(jié)水中的二價鐵離子被氧化成三價鐵沉淀，再通過吸附性陶瓷膜過濾吸附，把膠體、懸浮狀態(tài)的鐵和油除去，將剩余未被氧化的二價鐵離子吸附除去。經(jīng)該技術(shù)處理后的高溫凝結(jié)水達到工業(yè)鍋爐給水標準，回收至鍋爐作為補給水。所說的三維電極電催化裝置由不銹鋼電極片做兩極，電極片間距離為6 10mm。 柱狀活性炭粒子做第三極，粒徑為1.5 4mm[200610081233.4]。通過外加電源進行電催化。在實際應(yīng)用中，當(dāng)三維電極電催化處理后的高溫凝結(jié)水中的二價鐵離子含量基本不變時，說明氧化二價鐵離子基本達到飽和，電催化予以停止。三維電極電催化裝置因其面體比增大，傳質(zhì)效果好，電流效率高，在不銹鋼的陽極，有明顯· OH產(chǎn)生，在電催化氧化系統(tǒng)中， 除了發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)外，還在不銹鋼電極的表面的催化作用下產(chǎn)生了 · OH自由基，可以將二價鐵離子氧化成三價鐵沉淀。所說的吸附性陶瓷膜是由凹凸棒土在350°C、升溫速率1.5°C/h、保溫濁的烘培條件下制成的，孔徑為17nm，由于是由具有吸附性的凹凸棒土制備而成，既具有截留效果，又有吸附性，既可以將油、膠體懸浮物狀的鐵除去，又可以將溶解性的二價鐵離子除去。陶瓷膜過濾采用錯流過濾方式，過程為原料液在膜管內(nèi)高速流動，在壓力驅(qū)動下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達到分離、濃縮、純化的目的高溫凝結(jié)水的料液在泵的動力下被送入膜的進料端，平行于膜面進行高速流動， 在壓力驅(qū)動下清液沿與之垂直方向向外透過膜，未透過液被膜截留，從膜進料端的出口排出并返回至料液灌，料液在料液灌與吸附性陶瓷膜過濾器間循環(huán)，不斷有清液排出，料液所含有的雜質(zhì)濃度逐漸變大，當(dāng)膜通量接近飽和時，將污水排放后對吸附性陶瓷膜進行清洗。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)適合高溫運行，解決了現(xiàn)有設(shè)備先降溫再處理的難題。(2)本發(fā)明不僅可以將懸浮態(tài)、膠態(tài)的鐵除去，還可以將溶解性的二價鐵離子除去，除鐵徹底。(3)三維電極電催化裝置占地面積小，操作簡單，可以實現(xiàn)裝置小型化和簡單操作。(4)整個系統(tǒng)采用密閉運行，避免了空氣等進入系統(tǒng)，避免水質(zhì)惡化和系統(tǒng)腐蝕。(5)對高溫凝結(jié)水中的油和鐵等雜質(zhì)進行去除，效果穩(wěn)定，達到工業(yè)鍋爐給水標準，廣泛適用于工業(yè)鍋爐高溫凝結(jié)水的處理。附

圖1為電催化氧化法高溫凝結(jié)水處理的流程圖其中，A為高溫凝結(jié)水進水，B為處理后的高溫凝結(jié)水，1為三維電極電催化裝置，2 為輸送泵，3為吸附性陶瓷膜裝置。
具體實施例方式模擬50mL80°C的高溫凝結(jié)水，含總鐵量為10mg/L，其中可溶性二價鐵離子量為 3mg/L，含油量10mg/L。用50mL燒杯作電解槽，將5片有效面積是20mmX25mm的間距是 IOmm的不銹鋼電極插入到5電解槽中，放入柱狀活性炭，連接外電源，在磁力攪拌器下電解 40min，將電解后的凝結(jié)水經(jīng)過陶瓷膜過濾。經(jīng)該技術(shù)處理后，高溫凝結(jié)水中總鐵的含量為 0. 27mg/L，其中二價鐵離子含量為0. 15mg/L，油的含量為0. 92mg/L。完全達到工業(yè)鍋爐給水標準。
權(quán)利要求
1.一種污染高溫凝結(jié)水的凈化方法，其特征在于由三維電極電催化氧化裝置和吸附性陶瓷膜過濾裝置組成。高溫凝結(jié)水經(jīng)過三維電極電催化裝置，二價鐵離子被氧化成三價鐵沉淀，再通過吸附性陶瓷膜過濾吸附，把膠體、懸浮狀態(tài)的鐵和油截留除去，將二價鐵離子吸附除去，得到凈化水達標回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維電極電催化裝置，其特征是由不銹鋼電極和活性炭粒子電極構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維電極電催化氧化裝置，其特征是不銹鋼之間的距離為 IOmm0
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維電極電催化氧化裝置，其特征是采用的粒子電極是柱狀活性炭顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維電極電催化氧化裝置，其特征是采用柱狀活性炭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附性陶瓷膜，其特征是由凹凸棒土制備成陶瓷超濾膜，孔徑為17nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污染高溫凝結(jié)水的凈化方法，其將來自工業(yè)鍋爐的高溫凝結(jié)水經(jīng)過處理后送回凝結(jié)水回水管，其特征在于該高溫凝結(jié)水處理系統(tǒng)由三維電極電催化裝置和吸附性陶瓷膜過濾裝置組成。三維電極電催化裝置由不銹鋼作兩極，柱狀活性炭作為第三極。吸附性陶瓷膜是由凹凸棒土制備成的吸附性陶瓷超濾膜，孔徑為17nm。將高溫凝結(jié)水送入三維電極電催化裝置，高溫凝結(jié)水中的二價鐵離子被氧化成三價鐵沉淀，再通過吸附性陶瓷膜過濾吸附，把膠體、懸浮狀態(tài)的鐵和油除去，將二價鐵離子吸附除去。本發(fā)明解決了目前高溫凝結(jié)水處理系統(tǒng)不適合高溫運行，必須將凝結(jié)水降溫才能進行處理的問題，實現(xiàn)了凝結(jié)水處理高溫運行，處理水質(zhì)達標回用。
文檔編號C02F1/461GK102259999SQ201010186748
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者喬寧, 苗金明, 魏剛 申請人:北京化工大學(xué)