一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來，科學(xué)技術(shù)飛躍進步，生產(chǎn)力迅猛發(fā)展，伴隨著中國工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展而來的一系列環(huán)境問題逐漸凸顯，石油化工、印染、制藥、精細化工等行業(yè)產(chǎn)生的一系列高鹽、難降解廢水亟待解決方法與處理工藝。由于高鹽、難降解廢水可生化性差，處理難度大，采用常規(guī)的生化處理方法，不僅運行困難，而且難以做到達標(biāo)處理。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的高級氧化工藝(AOPs)，通過反應(yīng)產(chǎn)生氧化力極強的羥基自有基(.0Η)，能快速、高效的氧化降解污染物，從而受到廣泛的重視。其中，電化學(xué)高級氧化工藝，以處理高效、操作簡便、無二次污染、常溫常壓下即可運行等特點而受到廣泛的研宄。
[0003]根據(jù)電化學(xué)氧化法去除污染物的機理可將其分為:電化學(xué)還原法、電化學(xué)氧化法、電凝聚法、電浮選法、電滲析法。針對廢水中污染物的組成、性質(zhì)可選擇相應(yīng)的處理工藝，對于高鹽度難降解廢水，一般采用電化學(xué)氧化法較為有效。
[0004]電化學(xué)氧化法根據(jù)氧化有機物原理的不同可分為電-Fenton法、光電催化技術(shù)等。電-Fenton技術(shù)通過按照Fenton試劑中亞鐵離子的來源，可分為犧牲陽極產(chǎn)生或Fe2+或外加Fe2+的方法，即以不銹鋼或鐵棒為陽極，經(jīng)電化學(xué)氧化后，陽極失電子，產(chǎn)生Fenton試劑所需的Fe2+;根據(jù)雙氧水的來源可分為陰極還原法和外加雙氧水的方法，即在酸性條件下，對陰極進行曝氣，經(jīng)電化學(xué)氧化后，溶解氧被還原生成H2O2，電-Fenton技術(shù)為電化學(xué)氧化與Fenton技術(shù)的耦合，總體思路為減少Fenton試劑的投加量，降低運行費用，減少鐵污泥的產(chǎn)量，因此研宄中以陰極還原法見著較多，主要原因為陰極產(chǎn)生Fenton反應(yīng)的同時，陽極還可氧化降解有機物，不僅提高了電流的利用效率，同時減少運行費用。但該方法常用金屬及其氧化物、石墨等材料作為陰極材料，該類材料由于催化活性低，H2O2生成量少，F(xiàn)e2+再生率不高，且pH適用范圍窄等問題，應(yīng)用推廣較為困難。
[0005]1972年日本的Fujishima發(fā)現(xiàn)光照半導(dǎo)體二氧化鈦電極具有分解水的功能，使得納米二氧化鈦光電催化技術(shù)作為一種水處理的方法技術(shù)引起了廣泛的重視。Ti02半導(dǎo)體光電催化技術(shù)是一種利用紫外光作激發(fā)光源，通過外加電壓使光生電子和空穴得以有效分離，并分別與H2O或O2反應(yīng)生成具有較強氧化能力的活性自由基來氧化降解有機物的一種氧化技術(shù)。通過將催化劑(如二氧化鈦等)負載于某種基體表明，基體可作為電催化劑的載體，提供反應(yīng)表面，增加強度、減小催化劑的用量、改變電極表面的結(jié)構(gòu)與性能。從而很大程度上提高了羥基自由基的產(chǎn)量，氧化降解水中難降解有機化合物?；诜磻?yīng)原理，該方法無疑是非常先進的，但該方法在工程應(yīng)用上卻是極不成熟的，尚且不論催化電極制作的復(fù)雜程度及量產(chǎn)的難度，但就運行費用，由于污水的色度一般較高，紫外光光程短，照射幅度有限，為提高降解效率，只能提高激發(fā)光源的功率和增加燈管數(shù)量，增加了運行能耗，運行維修管理困難，導(dǎo)致很多光電催化技術(shù)在放大應(yīng)用或工程應(yīng)用中推廣失敗。
[0006]由此可以看出，電-Fenton法與光電催化氧化技術(shù)均能有效處理污水中的難降解性有機污染物，但由于電極材料制作困難，量產(chǎn)化難以實現(xiàn)、運行費用高等問題工程應(yīng)用較少，推廣較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，電極材料制作要求低，占地面積小，處理效果穩(wěn)定，運行費用省，能切實有效的解決高鹽難降解廢水的預(yù)處理問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，包括:
[0009]將所處理高鹽難降解廢水進入沉沙池進行沉沙，沉沙后出水進入均質(zhì)池進行均勻水質(zhì)，同時向均質(zhì)池中通入電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的Cl2對廢水進行預(yù)氧化，均質(zhì)后出水進入電催化反應(yīng)器停留進行電催化氧化還原反應(yīng)，降解廢水中的難降解有機物，電催化反應(yīng)器的出水進入三級混凝池，通過投加的絮凝劑進行混凝沉淀去除廢水中的SS，使廢水達到可生化性目標(biāo)或排放目標(biāo)。
[0010]上述處理方法中，電催化反應(yīng)器的電催化氧化工藝采用三維電催化氧化工藝或二維電催化氧化工藝；
[0011]所述電催化反應(yīng)器的電極采用鈦基陽極；
[0012]所述電催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有活性炭負載催化劑粒子和推流式攪拌裝置。
[0013]上述處理方法中，鈦基陽極采用PbO2鈦基電極或RuO2鈦基電極。
[0014]上述處理方法中，電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的(:12通過氣體壓縮泵通入均質(zhì)池。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:通過將電催化氧化工藝與混凝工藝組成電催化組合工藝，解決了常規(guī)電化學(xué)氧化法運行費用高、電極材料制作要求高的問題，為高鹽度難降解廢水的處理提供一套運行費用省，操作、維護簡單方便，處理效果高效穩(wěn)定的電催化組合處理工
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【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的處理方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]本發(fā)明的電催化組合工藝流程如圖1所示，高鹽難降解廢水由污水收集管匯集后經(jīng)提升泵提升進入沉沙池，與市政污水不同，工業(yè)廢水中大型懸浮物、漂浮物一般較少或沒有，為防止后續(xù)處理工藝設(shè)備的運行磨損，設(shè)沉沙池去除其中細小的煤沙泥渣等；隨后廢水進入均質(zhì)池，起到均勻水質(zhì)，防止來水沖擊，同時向均質(zhì)池中通入電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的Cl2將廢水進行預(yù)氧化。隨后廢水進入三維電催化反應(yīng)器，反應(yīng)器采用的電極為DSA陽極(包含Pb02/Ru02等鈦基電極)，該類陽極具有價格低廉、導(dǎo)電性好、在酸性條件下穩(wěn)定性高和使用壽命長等優(yōu)點，特別是PbO2鈦電極的析氯極化曲線的斜率小于析氧極化曲線的斜率，非常適合處理高鹽分(含CD廢水。通過陽極氧化，陰極還原，廢水中的難降解有機物同時被兩種電化學(xué)作用所氧化降解:一種是在電極表面被直接氧化，一種是通過間接電化學(xué)反應(yīng)生成的強氧化劑包括Cl2、C10_等與有機物發(fā)生氧化還原作用進行降解，而過量的Cl2由氣體壓縮泵送入均質(zhì)池，對來水進行預(yù)氧化。為提高電流效率，電化學(xué)反應(yīng)器中增加活性炭負載催化劑粒子，并采用推流式攪拌，防止發(fā)生濃差極化現(xiàn)象，降低電流效率。經(jīng)過一定的停留時間，出水進入三級混凝池，通過投加PAC、PAM等絮凝劑去除廢水中的SS，廢水達到可生化性目標(biāo)或排放目標(biāo)，根據(jù)處理目標(biāo)，廢水可直接排放、回用或進入下一段生化處理工藝以進一步降低廢水中有機物濃度達到排放要求。
[0021]該方法的特點在于對于高鹽廢水中的Cl—進行了有效利用，以均質(zhì)池進行預(yù)氧化，以三維電極進行深度氧化提高生化性，以生化工藝進一步降低廢水中有機物濃度，通過梯級氧化模式，合理分配不同氧化系統(tǒng)的處理效果，在保證出水達標(biāo)的情況下，減少了運行費用及能耗。
[0022]本發(fā)明的電催化氧化組合處理方法適用于高鹽難降解性工業(yè)廢水的預(yù)處理，系統(tǒng)中沉沙池也可改為沉淀池或其他過濾工藝，均質(zhì)池的預(yù)氧化工藝可采用其他工藝如微電解，F(xiàn)enton氧化等。三維電催化工藝也可改為二維電催化工藝，后續(xù)的混凝沉淀工藝也可替換為其他過濾工藝技術(shù)。高鹽難降解廢水因生化性差，難以被氧化降解，但若因此而完全否定生化法的可行性則不可取。對于COD值在100?300mg/L的廢水來說，采用電催化氧化法將廢水進行達標(biāo)處理，較為可行；當(dāng)廢水COD值遠大于300mg/L，則需要與生化工藝進行組合方能凸顯其優(yōu)勢，采用本發(fā)明的處理方法可以提高提高C/N比，降低廢水的對微生物的毒性使廢水易于生化降解，最終達到降低運行費用的目的。本發(fā)明的處理方法處理效果穩(wěn)定，設(shè)備占地面積小，基建費用少，運行費用低，運行管理維護方便。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，其特征在于，包括: 將所處理高鹽難降解廢水進入沉沙池進行沉沙，沉沙后出水進入均質(zhì)池進行均勻水質(zhì)，同時向均質(zhì)池中通入電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的Cl2對廢水進行預(yù)氧化，均質(zhì)后出水進入電催化反應(yīng)器停留進行電催化氧化還原反應(yīng)，降解廢水中的難降解有機物，電催化反應(yīng)器的出水進入三級混凝池，通過投加的絮凝劑進行混凝沉淀去除廢水中的SS，使廢水達到可生化性目標(biāo)或排放目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，其特征在于，所述電催化反應(yīng)器的電催化氧化工藝采用三維電催化氧化工藝或二維電催化氧化工藝； 所述電催化反應(yīng)器的電極采用鈦基陽極； 所述電催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有活性炭負載催化劑粒子和推流式攪拌裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，其特征在于，所述鈦基陽極采用PbO2鈦基電極或RuO2鈦基電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，其特征在于，所述電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的(:12通過氣體壓縮泵通入均質(zhì)池。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于高鹽度難降解廢水的電催化組合處理方法，包括：將所處理高鹽難降解廢水進入沉沙池沉沙，沉沙后出水進入均質(zhì)池均勻水質(zhì)，同時向均質(zhì)池中通入三維電催化反應(yīng)器中產(chǎn)生的Cl2對廢水進行預(yù)氧化，均質(zhì)后出水進入電催化反應(yīng)器停留進行電催化氧化還原反應(yīng)，降解廢水中的難降解有機物，電催化反應(yīng)器的出水進入三級混凝池，通過投加的絮凝劑去除廢水中的SS，使廢水達到可生化性目標(biāo)或排放目標(biāo)。該方法通過將電催化氧化工藝與混凝工藝組成電催化組合工藝，解決了常規(guī)電化學(xué)氧化法運行費用高、電極材料制作要求高的問題，為高鹽度難降解廢水的處理提供一套運行費用省，操作、維護簡單方便，處理效果高效穩(wěn)定的電催化組合處理工藝。
【IPC分類】C02F9-06
【公開號】CN104529019
【申請?zhí)枴緾N201410837750
【發(fā)明人】何媛, 牛薇, 吳晴
【申請人】北京桑德環(huán)境工程有限公司, 北京伊普國際水務(wù)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日