CN102718349A - 一种高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法，包括反应器和电源，反应器设有多个相连的反应室，进水口与出水口分别与最外侧的两个反应室相连接，相邻的两个反应室之间设有供废水流动的导流孔，反应室上覆盖有顶盖；所述的反应室至少包括两个电解室，电解室内设有不同类型的电极对，电极对通过连接线与电源相连接；电解室之间至少设有一个反应室作为均质池或缓冲室。本发明提出采用多级电极联合电解的方法来提高不同污染物的电解效率，最大限度地降解废水中的污染物，同时降低氯离子浓度、中和酸性，实现电解反应的多功能化；通过多级连续电解反应可以使污染物去除的更加彻底，去除效率更高。

Description

一种高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法
技术领域
本发明属于废水电解处理技术领域，涉及一种高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法。
背景技术
随着我国工业迅速发展，同时产生了大量废水，其中大部分为难降解有机废水，如合成染料，合成制药，石油化工废水，印染，氯碱工业产生的废水等，这些废水有机组成复杂，所以针对废水成分的不同，在选择处理方法的时候要根据其成分来选择。其中对于废水盐度（主要是氯盐）大，COD高、色度高、毒性大、pH值低的废水无法直接用生化法处理，采取混凝沉淀可以把污染物从水里转移到了沉淀物中，但并没有起到真正降解的作用。选用电解法处理此类废水的效果要远优于传统方法。
电解法处理此类废水一般具有一下几种优点：不需要太多的化学药品；后处理比较简单，污泥量少且易于操作，管理方便；节能环保，无二次污染。然而由于废水成分复杂使单一电解反应的针对性较差，致使反应效率较低，故在实际中不能够很好的得到应用。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法，采用多级电极联合电解的方法来提高不同污染物的电解效率，最大限度地降解废水中的污染物。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种有机废水的电解处理装置，包括反应器和电源，反应器设有多个相连的反应室，进水口与出水口分别与最外侧的两个反应室相连接，相邻的两个反应室之间设有供废水流动的导流孔，反应室上覆盖有顶盖；
所述的反应室至少包括两个电解室，电解室内设有不同类型的电极对，电极对通过连接线与电源相连接；电解室之间至少设有一个反应室作为均质池或缓冲室。
所述的反应室为四个，第一反应室和第三反应室为电解室，第二反应室为均质池，第四反应室为澄清池；第一反应室内设有DSA电极对，第三反应室内设有石墨电极对。
所述的反应室之间废水的流动为折流方式。
所述的反应室的底部还设有曝气孔，曝气孔的上方设有筛网，曝气孔通过阀门与曝气泵相连接。
所述的筛网的直径为2～5mm，导流孔的直径为10～20mm。
所述的电极对相互平行，垂直于反应器底部设置，通过板夹固在反应室中，电极对的电极板间距为10～20mm。
所述的顶盖上还设有取样口和供连接线连通电源的出入口。
基于上述装置的高盐度的酸性有机废水的电解处理方法，包括以下步骤：
1）高盐度的酸性有机废水首先通入到第一反应室中，反应室内部液位不超过进水口，连通第一反应室中设置的DSA电极对，通过电极反应，产生活性氯降解高盐度酸性废有机水中的有机污染物，产生氢离子提高废水pH；第一反应室的水力停留时间控制在2～8小时；
2）第一反应室反应完成后，废水进入第二反应室中进行均质，打开曝气孔的阀门，通过底部曝气来搅拌进入其中的废水，使活性氯充分与废水均匀混合；
3）然后废水进入第三反应室，连通第三反应室中设置的石墨电极对，通过电极反应，产生羟基自由基来降解废水中的有机污染物；第三反应室的水力停留时间控制在1.5～5小时；
4）废水进入第四反应室，进行澄清，使水中的悬浮物沉淀，然后将澄清后的废水通过出水口排出。
所述的DSA电极对、石墨电极对之间施加的电压、电流均可调。
所述的废水进入第三反应室后其pH控制为6.5～8.0。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的高盐度的酸性有机废水的电解处理装置及方法，提出采用多级电极联合电解的方法来提高不同污染物的电解效率，最大限度地降解废水中的污染物，同时降低氯离子浓度、中和酸性，实现电解反应的多功能化。
在进行处理时，体现了以废治废的处理方法：
高盐度的酸性有机废水首先通入到第一反应室中，通过DSA电极对进行电解，通过电极反应，在电化学的作用下，高盐度的酸性有机废水中所含有的氯盐经电解会产生活性氯，然后利用活性氯降解有机污染物，在电解时可以看到有氯气产生；同时，在酸性条件中的H离子电解产生氢气，这样就降低了废水中的H离子含量；从而达到了利用活性氯来降解高盐度（氯盐）酸性废有机水中的有机污染物、提高废水pH的目的；
然后废水进入第二反应室中通过底部曝气来搅拌进入其中的废水，使得电解产生的活性氯能过更加有效地与废水均匀混合，从而进一步提高降解效果；
再进入第三反应室中利用石墨电极继续电解经过电解过的pH提高了的废水（一般为中性或偏碱性），在此反应室中主要是利用中性偏碱性条件下电解产生的羟基自由基来继续降解废水中的有机污染物，进一步提高降解效率；
最后进入第四反应室主要是为了使得水中的悬浮物沉淀，使得出水澄清，其主要功能就是澄清池。
多反应室连续处理高盐度的有机酸性废水的优势还表现在：通过多级连续电解反应可以使污染物去除的更加彻底，去除效率更高，同时设有曝气均质池可以最大限度的利用电解产生的活性氯来降解污染物。
实际处理效果表明，高盐度的酸性有机废水的CODcr的去除率达到70～75%，氯离子的去除率达到75%以上，pH上升到6.00～8.50，同时色度的去除率也可达到99%；这比单级电解的电解效率有了大大的提高，降解的效率也比较稳定，经过处理的废水的可生化性也得到了提升。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
其中，1为DSA电极；2为石墨电极；3为筛网；4为导流孔；5为曝气泵。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1所示，一种有机废水的电解处理装置，包括反应器和电源，反应器设有多个相连的反应室，进水口与出水口分别与最外侧的两个反应室相连接，相邻的两个反应室之间设有供废水流动的导流孔，反应室上覆盖有顶盖；通过电源的调控使电流保持恒流10A。
所述的反应室至少包括两个电解室，电解室内设有不同类型的电极对，电极对通过连接线与电源相连接；电解室之间至少设有一个反应室作为均质池或缓冲室。
具体的所述的反应室为四个，第一反应室和第三反应室为电解室，第二反应室为均质池，第四反应室为澄清池；第一反应室内设有DSA电极对，第三反应室内设有石墨电极对。
在反应室设置不同的电极：因为在第一反应室进水的污染物浓度和盐的浓度都较高，所以在第一反应室设置电解效率较高的DSA电极，使废水的水质在较短的时间内得到改善，在第一反应室内一般不应设置易被酸腐蚀的金属电极或石墨电极，这样会使电解效率降低同时还会对电极造成损害。在第三反应室设置石墨电极是因为在第三反应室废水的pH已经得到改善，用石墨电极不易被腐蚀，且在电解过程可以产生羟基自由基，而且相比DSA电极，使用石墨电极成本要低得多。
所述的反应室之间废水的流动为折流方式，以保证足够的水力停留时间。具体的可通过导流孔的设置来实现：导流孔分别设置在反应室的共用壁的底部和上部，这样才能使废水成折流方式流动。另外在第一反应室反应结束之前导流孔都是应该用橡胶塞堵塞的，等第一反应室反应结束后在打开。
所述的反应室的底部还设有曝气孔，曝气孔的上方设有筛网，曝气孔通过阀门与曝气泵相连接。
具体的筛网为均匀的多孔筛网，以便从反应室的底部曝气可以均匀的进入反应室内。曝气量控制在可以使反应室内的水质搅拌均匀即可。
所述的筛网的直径为2～5mm，导流孔的直径为10～20mm。孔筛网的大小是根据反应室底部面积来确定的，其孔径为2.5mm。
所述的电极对相互平行，垂直于反应器底部设置，通过板夹固在反应室中，电极对的电极板间距为10～20mm。
所述的顶盖上还设有取样口和供连接线连通电源的出入口。
具体的反应器有包括有四个相连的反应室，第一反应室和第二反应室的有效容积均为1.86L，第三反应室和第四反应室的有效容积为3.2L。每个反应室的前端都设有取样口，并且相邻的两反应室的公用壳壁上都有导流孔，废水可以通过导流孔由前一个反应室进入下一个反应室。在第一反应室和第三反应室中分别有用有机玻璃板夹固的一对DSA电极和一对石墨电极，两对电极均垂直于反应室的底部。电极通过反应器顶盖开设的电线孔用电线与外加电源相连，电线孔用相应的橡胶塞密封。
采用上述发明的电解装置处理高含盐量的酸性染料废水，取两组含氯酸性染料废水，第一组废水初始pH=3.07，氯离子初始浓度为11.60g/L，CODcr为6281.55mg/L；第二组废水初始pH=2.01，氯离子初始浓度为18g/L，CODcr为7509.24mg/L分别进行电解处理。
结果显示，在电压为10V的条件下，电解处理420min后，第一组的CODcr的去除率达到75.15%，氯离子的去除率达到76.21%，pH上升到8.50左右，同时色度的去除率也可达到99%；第二组的CODcr的去除率达到69.51%,氯离子的去除率达到76.67%,pH上升到6.00左右，色度的去除率同样可达到99%。
这比单级电解的电解效率有了大大的提高，降解的效率也比较稳定，经过处理的废水的可生化性也得到了提升。

Claims (10)

1.一种有机废水的电解处理装置，其特征在于，包括反应器和电源，反应器设有多个相连的反应室，进水口与出水口分别与最外侧的两个反应室相连接，相邻的两个反应室之间设有供废水流动的导流孔，反应室上覆盖有顶盖；
所述的反应室至少包括两个电解室，电解室内设有不同类型的电极对，电极对通过连接线与电源相连接；电解室之间至少设有一个反应室作为均质池或缓冲室。
2.如权利要求1所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的反应室为四个，第一反应室和第三反应室为电解室，第二反应室为均质池，第四反应室为澄清池；第一反应室内设有DSA电极对，第三反应室内设有石墨电极对。
3.如权利要求1所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的反应室之间废水的流动为折流方式。
4.如权利要求1所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的反应室的底部还设有曝气孔，曝气孔的上方设有筛网，曝气孔通过阀门与曝气泵相连接。
5.如权利要求4所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的筛网的直径为2～5mm，导流孔的直径为10～20mm。
6.如权利要求1所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的电极对相互平行，垂直于反应器底部设置，通过板夹固在反应室中，电极对的电极板间距为10～20mm。
7.如权利要求1所述的有机废水的电解处理装置，其特征在于，所述的顶盖上还设有取样口和供连接线连通电源的出入口。
8.一种高盐度的酸性有机废水的电解处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）高盐度的酸性有机废水首先通入到第一反应室中，反应室内部液位不超过进水口，连通第一反应室中设置的DSA电极对，通过电极反应，产生活性氯降解高盐度酸性废有机水中的有机污染物，产生氢离子提高废水pH；第一反应室的水力停留时间控制在2～8小时；
2）第一反应室反应完成后，废水进入第二反应室中进行均质，打开曝气孔的阀门，通过底部曝气来搅拌进入其中的废水，使活性氯充分与废水均匀混合；
3）然后废水进入第三反应室，连通第三反应室中设置的石墨电极对，通过电极反应，产生羟基自由基来降解废水中的有机污染物；第三反应室的水力停留时间控制在1.5～5小时；
4）废水进入第四反应室，进行澄清，使水中的悬浮物沉淀，然后将澄清后的废水通过出水口排出。
9.如权利要求8所述的高盐度的酸性有机废水的电解处理方法，其特征在于，所述的DSA电极对、石墨电极对之间施加的电压、电流均可调。
10.如权利要求8所述的高盐度的酸性有机废水的电解处理方法，其特征在于，所述的废水进入第三反应室后其pH控制为6.5～8.0。
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