一種含硫酸根廢水的處理方法，涉及污水處理特別是含硫酸根工業(yè)廢水的處理方法。

背景技術(shù)：

硫酸做為一種最常見的無機酸，不僅廣泛應用于化肥工業(yè)、冶金工業(yè)、石油工業(yè)、機械工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、洗滌劑的生產(chǎn)、軍事工業(yè)、原子能工業(yè)和航天工業(yè)等工業(yè)部門，還用于生產(chǎn)染料、農(nóng)藥、化學纖維、塑料、涂料，以及各種基本有機和無機化工產(chǎn)品。這些相關企業(yè)排出的廢水往往含有大量的硫酸根，由于大多數(shù)硫酸鹽溶解度很大，在自然界中性質(zhì)穩(wěn)定，所以依靠自然凈化很難去除。含硫酸鹽廢水排入水體會使收納水體酸化，ph值降低，危害水生生物；排入農(nóng)田會破壞土壤結(jié)構(gòu)、使土壤板結(jié)，減少農(nóng)作物產(chǎn)量及降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)；硫酸根在還原菌厭氧條件下還會轉(zhuǎn)化產(chǎn)生有毒臭氣硫化氫甚至毒性更強的硫代硫化物和聯(lián)四硫酸鹽等，直接危害人體健康和水體生態(tài)平衡，導致棘手的環(huán)境問題。硫酸鹽污染一旦大面積形成，治理將會非常困難，因此研究含硫酸根廢水的處理方法迫在眉睫。

由于硫酸根在水體中溶解度大且性質(zhì)比較穩(wěn)定，用于硫酸根廢水處理的方法相對其他離子比較有限，主要有化學沉淀法，厭氧分解法和離子交換法等，但都存在某些不足之處。

化學沉淀法主要利用化學物質(zhì)如氧化鈣、氯化鈣、氯化鋇等與硫酸根反應生成沉淀。專利cn105008288a中提供了一種從液體中移除硫酸根的方法,通過在廢液中添加中性鋁試劑和堿性鈣試劑至廢液中產(chǎn)生含硫酸根的沉淀，達到去除硫酸根的效果。專利cn103819027a中利用氫氧化鈣與含硫酸根的廢水混合,壓濾去除廢渣，從而達到同時去除硫酸根和酸性物質(zhì)的目的。但是這種化學沉淀法也有一定缺陷，如果用價格低廉的氧化鈣、氯化鈣，則生成的產(chǎn)物硫酸鈣溶解積較大，硫酸根去除不凈，而如果用效果較好的氯化鋇，硝酸鋇等試劑則價格較高且對人體有劇毒。

厭氧分解法則需在厭氧工藝前設計水解酸化，先將硫酸根轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后通過曝氣或投加鐵鹽去除硫化氫。專利cn1393412中提供了這樣一種方法，讓廢水通過在缺氧單元和好氧單元間的多次循環(huán)來去除硫酸根。專利cn102190411a中提供的方法則主要包括ca(oh)2預處理、厭氧處理、兩段好氧處理等步驟，形成以厭氧細菌為優(yōu)勢的厭氧廢水處理方法和以嗜鹽及耐鹽好氧微生物處理為主的好氧曝氣處理方法。這種方法的缺點是工藝比較復雜，流程比較多。

有些企業(yè)利用生化+mbr+ro膜處理硫酸根。專利cn105585033a中采用納濾膜對氯化鉀鹽水進行濃縮，然后向濃縮鹽水中投加氯化鈣形成硫酸鈣結(jié)晶，再經(jīng)沉降和過濾，即脫除氯化鉀鹽水中的硫酸根離子。專利cn105417820a通過納濾膜濃縮、反滲透和電滲析達到去除氯離子和硫酸根離子的目的。這種辦法效果較好但是所用樹脂需要從德國或日本進口，價格較高。

由此可見，已有公布的去除硫酸根的方法不外乎化學沉淀法，離子交換法和壓氧處理法，暫時還沒有公布通過直接電解去除硫酸根的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種工藝簡單，處理成本低，流程可控，硫酸根去除效率高且不產(chǎn)生二次污染的含硫酸根廢水的處理方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于其處理過程是以鉛片為陽極，以惰性導電材料為陰極，對含硫酸根廢水進行電解處理，陽極鉛片反應生產(chǎn)的pb²⁺與硫酸根形成pbso4沉淀，過濾分離出沉淀物，調(diào)整濾液的ph后排放。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的含硫酸根廢水的ph值為2～8。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的為陰極的惰性導電材料為石墨、玻碳、鈦、pb或不銹鋼。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的調(diào)整濾液的ph值至6～9后直接排放。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的含硫酸根廢水經(jīng)過預處理，調(diào)整ph值為4～5.5。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的含硫酸根廢水進行預處理時，調(diào)整ph的調(diào)節(jié)劑為硫酸。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于所述的陰極材料為石墨、玻碳、鈦、pb或不銹鋼等惰性導電材料；陽極材料為平整潔凈的鉛板；電極都為片狀且面積相等。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于其電解處理過程的電解電位為0.1v～8v。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于其電解處理過程的優(yōu)選電解電位為0.5v～7v之間。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于其電解處理過程的電解反應時間為1～600min。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其特征在于過濾分離出沉淀物電解成為鉛和二氧化鉛重復利用或者做為鉛蓄電池原料重使用。

本發(fā)明提供的一種含硫酸根廢水的處理方法，采用間接電解法對廢水進行處理，即利用電解氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成不溶于水的沉淀物，以分離除去有害物質(zhì)來實現(xiàn)廢水凈化。整個反應主要包含兩個過程：

一、電解產(chǎn)生pb²⁺的過程：在酸性廢水中，以重金屬廢水作為電解質(zhì)，以平整潔凈的鉛板為陽極，以石墨、玻碳、鈦、pb、不銹鋼等惰性導電材料為陰極。根據(jù)廢水電導率和陰陽極極距調(diào)節(jié)電解電位，根據(jù)硫酸根濃度和電極面積確定反應時間。鉛陽極失去電子產(chǎn)生pb²⁺，陽極發(fā)生下列反應：

pb－2e→pb²⁺

陰極得到電子產(chǎn)生oh^-，發(fā)生下列反應：

2h2o+2e→2oh^-+h2↑

初生態(tài)[h]還能對廢水中污染物起化學還原作用，并能產(chǎn)生細小的氣泡，使絮凝物或油分附在氣泡上浮升至液面以利于下一步水處理。

二、pb²⁺與廢水中的so4^2-結(jié)合生成沉淀的過程：電解產(chǎn)生的pb²⁺與廢水中大量的so4^2-結(jié)合生成沉淀，反應如下：

pb^2+-+so4^2-→pbso4↓

這種產(chǎn)物可以通過過濾與上清液進行分離，分離出的pbso4既可以制成電極繼續(xù)電解生成金屬鉛和二氧化鉛重復利用，也可以做為鉛蓄電池的原料發(fā)揮作用，實現(xiàn)資源的最優(yōu)利用。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，工藝流程簡單，容易控制且易于建立密閉循環(huán)，環(huán)境友好，不產(chǎn)生二次污染，廢渣可以重復利用，實現(xiàn)資源的最優(yōu)化使用。

具體實施方式

一種含硫酸根廢水的處理方法，其處理過程是將含硫酸根廢水調(diào)節(jié)ph值為2～8后，進入電解池，以鉛片為陽極，以石墨、玻碳、鈦、pb或不銹鋼等惰性導電材料為陰極對其進行電解反應，電解電位可根據(jù)廢水電導率和陰陽極極距進行調(diào)節(jié)，反應時間由硫酸根濃度和電極面積而定；然后對沉淀進行壓濾，調(diào)節(jié)濾液的ph值至6～9后排放。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，用硫酸，鹽酸，硝酸等無機酸對將含硫酸根廢水進行預處理，使ph值調(diào)節(jié)為2～8；其優(yōu)選ph范圍為4～5.5；其優(yōu)選ph調(diào)節(jié)劑為硫酸。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，所述的電解槽陰極材料為石墨、玻碳、鈦、pb或不銹鋼等惰性導電材料；陽極材料為平整潔凈的鉛板；電極都為片狀且面積相等。

本發(fā)明的一種含硫酸根廢水的處理方法，其電解電位在0.1v～8v，可根據(jù)廢水電導率和陰陽極極距進行調(diào)節(jié)；其優(yōu)選電解電位在0.5v～7v，可根據(jù)廢水電導率和陰陽極極距進行調(diào)節(jié)；其反應時間為1～600min，可由硫酸根濃度和電極面積而定。

下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

實施例1

含硫酸根廢水為某染廠廢水，水質(zhì)見表1：

表1染廠廢水及處理后出水水質(zhì)

將廢水調(diào)節(jié)ph至4，以10cm²的方形鉛版為陽極，以相同大小的不銹鋼為陰極，在陰陽極正對且極距保持20cm的條件下以電壓5v、電流密度為0.25a/cm²下電解300min，調(diào)節(jié)ph至6.7，出水水質(zhì)達到排放標準，見表1。廢水的so4^2-去除率為98.44％。

實施例2

硫酸根廢水為某電廠廢水，水質(zhì)見表2：

表2電廠廢水及處理后出水水質(zhì)

將廢水調(diào)節(jié)ph至4.5，以20cm²的方形鉛版為陽極，以相同大小的石墨板為陰極，在陰陽極正對且極距保持10cm的條件下以電壓3v、電流密度為0.4a/cm²下電解60min，調(diào)節(jié)ph至7，出水水質(zhì)達到排放標準，見表2。廢水的so4^2-去除率為90.24％。

實施例3

含硫酸根廢水為某電鍍廠廢水，水質(zhì)見表3：

表3電鍍廢水及處理后出水水質(zhì)

將廢水調(diào)節(jié)ph至5.5，以25cm²的方形鉛版為陽極，以相同大小的金屬鈦板為陰極，在陰陽極正對且極距保持20cm的條件下以電壓5v、電流密度為0.6a/cm²下電解30min，調(diào)節(jié)ph至7.3，出水水質(zhì)達到排放標準，見表3。廢水的so4^2-去除率為90.76％。

實施例4

硫酸根廢水處理：

表4電鍍廢水及處理后出水水質(zhì)

將實施例3中的電鍍廠廢水調(diào)節(jié)ph至4，以30cm²的方形鉛版為陽極，以相同大小的金屬鈦板為陰極，在陰陽極正對且極距保持8cm的條件下以電壓3v、電流密度為0.79a/cm²下電解20min，調(diào)節(jié)ph至6.5，出水水質(zhì)達到排放標準，見表4。廢水的so4^2-去除率為91.58％。