高鹽高氯廢水處理裝置製造方法

2023-12-05 06:48:01 2

高鹽高氯廢水處理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於廢水處理【技術領域】，涉及一種高鹽高氯廢水處理裝置，包括電解反應池，電解反應池和氧化反應池通過第一管路連接；第一管路與進入電解反應池的第二管路通過第三管路連通；電解反應池內部設置電極，電極通過導線與直流電源連接。本實用新型無需催化劑，節約能耗；降低裝置的複雜程度；裝置結構簡單，更易於大規模水量的處理。
【專利說明】 高鹽高氯廢水處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高鹽高氯廢水處理裝置，屬於廢水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]高鹽高氯廢水是指廢水中含有較高濃度的無機鹽和氯離子，隨著現代工業的不斷發展，此類廢水越來越多，如化學制水再生廢水和稀土行業萃取廢水，屬於典型的高鹽高氯廢水。
[0003]化學制水是指利用離子交換樹脂脫除水中無機鹽，流程為陽離子交換樹脂床+陰離子交換樹脂床+混合床，出水為脫鹽水，用於鍋爐補水或其它對進水要求較高的生產設備；進水一般為工業水、地下水。離子交換樹脂使用一段時間後交換容量達到飽和或者是交換容量下降需要對其進行再生。再生時採用一定濃度鹽酸、氫氧化鈉和氯化鈉，再生完成後產生的再生廢水含有大量的氯離子、硫酸根離子、鈉離子及鈣鎂離子。由於再生時所耗的酸量一般要大於鹼量，所以再生廢水需要加入大量鹼來調節廢水的PH值為中性，這又使廢水的含鹽量增加，一般來說，化學制水再生廢水的含鹽量在2.0?4.0% (與海水相當)。
[0004]化學制水工藝的進水一般為地下水或工業水，水中會含有一定量的有機物，有機物在樹脂內不斷富集，最後在強酸或強鹼再生作用下進入到再生廢水中。由於環保法規的日益嚴格，化學制水再生廢水中有機物含量不高(C0D —般在80?300mg/L)，但是不能滿足新的排放標準，需要對其進行處理，然後才能達標排放。
[0005]稀土萃取工藝是用鹽酸來萃取稀土中的金屬離子，其過程中產生的廢水為萃取廢水。與化學制水再生廢水一樣，該廢水具有高鹽分、高氯離子特點，都屬於高鹽高氯低濃度有機廢水。
[0006]目前對高鹽高氯廢水的處理面臨兩方面的難題，一是廢水的高鹽分的影響。如果採用處理成本較低的生化工藝對其處理，為滿足微生物生存條件，必須攙兌大量其它低鹽分水，攙兌量一般為再生廢水量的3?4倍，甚至更高，水量的增加必然會帶來處理費用的增加以及其它不利因素。二是廢水中的有機物雖然濃度較低但是具有難降解性。廢水中的有機物多為腐質酸類的濃縮物，經過強酸、強鹼溶解後難降解性增大，採用常見處理工藝效果不明顯。
[0007]高級氧化技術在處理廢水方面有生物法和物理法等優勢，在工業廢水處理中成為研究熱點，但是大多數高級氧化技術需要在處理過程中投加大量的氧化劑，而且容易引起二次汙染，所以在大規模推廣應用中受到制約。電化學氧化也是高級氧化工藝的一種，由於它具有無需投加氧化劑、無二次汙染、處理程度深、對廢水的適應性強等特點在高鹽廢水處理中備受:關注。
[0008]電解氧化工藝是電化學氧化最具代表性工藝，它工作原理是，電極在外加直流電場的作用下在表面產生大量的氧化性物質，如羥基自由基(.0H)、活態氧(0)，如廢水中含有較高的氯離子，同時會產生次氯酸等氧化性物質，這些氧化性物質通過電子轉移等途徑將廢水中有機物氧化分解成小分子、CO2和H2O2,從而達到降解COD的目的。[0009]中國專利CN102964017A提供一種微波電催化氧化高鹽度有機廢水的處理方法，其特徵在於:低溫低壓的廢水經加壓後進入換熱器，與微波催化氧化反應管來的高溫廢水交換熱量後流入電解槽陽極，在電解電流的作用下電解廢水中的鹽分，電解為流動電解；電解後的廢水混合液進入微波催化氧化反應管，在微波的作用下，廢水中電解鹽產生的氧化劑與廢水中的有機物在催化劑的催化作用下，把有機物氧化為無機物及無機氣體，經過一定時間消解後，廢水流出微波催化氧化管經過電解槽陰極後，再經換熱器換熱降溫後排出，可達標排放或進一步處理。
實用新型內容
[0010]本實用新型針對現有技術對化學再生廢水處理過程中的不利因素，提供一種高鹽高氯廢水處理裝置，不需要催化劑，節約能耗；降低裝置的複雜程度；裝置結構簡單，更易於大規模水量的處理。
[0011]本實用新型所述的高鹽高氯廢水處理裝置，包括電解反應池，電解反應池和氧化反應池通過第一管路連接；第一管路與進入電解反應池的第二管路通過第三管路連通；電解反應池內部設置電極，電極通過導線與直流電源連接。
[0012]氧化反應池上設置攪拌器。
[0013]第二管路和第三管路上分別設置第一流量控制器和第二流量控制器。
[0014]電極為鈦銥釕電極或其它類似電極。電極為析氯專用電極。
[0015]電極為並行排列。
[0016]電極間距為1.0?10cm。電極間距根據處理廢水的含鹽量來確定。
[0017]電極的極板的加電方式可為並聯式或串聯式。
[0018]直流電源採用自動電極電源，根據設定的時間周期自動切換正、負極。能夠防止廢水中的鈣鎂離子和有機物在電極表面沉積造成電極「鈍化」。
[0019]並聯式為正負極間隔與電源連接。串聯式為電源正負極只與最外邊的電極連接。
[0020]本實用新型利用塗有催化材料的析氯專用電極對部分再生廢水中的氯離子進行電解，使其成為含有次氯酸和氯氣的混合液，然後利用該混合液對另一部分廢水進行氧化處理。混合液中的次氯酸易得到電子具有強氧化性，同時在水中產生氧化性物質。其反應機理為:
[0021 ] 2C1 — Cl2 i +H20+2e ；
[0022]C12+H20 — HC10+HC1 ；
[0023]HClO — HCl+[0];
[0024]2C10>H20 — 2/3HC103+4/3HCl+ [0] +2e ；
[0025]CIO +2e+2H+ — Cl +H2O0
[0026]操作流程為:待處理廢水一部分經流量控制器控制流量進入電解反應池，在直流電源所加直流電場作用下，廢水中的氯離子在析氯專用電極表面或附近轉化為具有強氧化性的次氯酸和氯氣，使該部分廢水成為具有氧化性的混合液；待處理廢水剩餘部分經流量控制器控制流量與電解反應池出來的混合液一同進入氧化反應池，在攪拌器的攪拌作用下混合後進行氧化反應，出水達標排放。
[0027]在待處理廢水水量一定的前提下，進入電解反應池廢水的量可根據對廢水的處理程度進行調節:如果氧化反應池出水有機物含量高於排放標準，可加大進入電解反應池的廢水量，反之可適當降低進入電解反應池的廢水量。
[0028]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0029](I)對廢水處理過程中無需投加氧化劑，無二次汙染，屬於「綠色工藝」，節約能耗。
[0030](2)通過調節進入電解反應池廢水的量來控制對待處理廢水的處理程度，在保證處理效果的基礎上降低電能消耗，有利於降低處理費用。
[0031](3)對待處理廢水水質變化具有較好的抗衝擊性。當待處理廢水水質變化較大時可及時調節進入電解反應池廢水的量來保證氧化反應池出水能夠滿足排放標準。
[0032](4)降低了裝置的複雜程度；裝置結構簡單，更易於大規模水量的處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0034]圖中1、直流電源；2、第一流量控制器；3、第二流量控制器；4、電解反應池；5、電極；6、氧化反應池；7、攪拌器；8-1、第一管路；8-2、第二管路；8-3、第三管路。
【具體實施方式】
[0035]下面結合實施例對本實用新型做進一步說明。
[0036]實施例1
[0037]如圖1所示高鹽高氯廢水處理裝置，包括電解反應池4，電解反應池4和氧化反應池6通過第一管路8-1連接；第一管路8-1與進入電解反應池4的第二管路8-2通過第三管路8-3連通；電解反應池4內部設置電極5，電極5通過導線與直流電源I連接。
[0038]氧化反應池6上設置攪拌器7。
[0039]第二管路8-2和第三管路8-3上分別設置第一流量控制器2和第二流量控制器3。
[0040]電極5為並行排列。
[0041]電極5為析氯專用電極。
[0042]電極間距為2.0cm。
[0043]電極5為鈦銥釕電極或其它類似電極。
[0044]直流電源I採用自動電極電源。
[0045]待處理廢水為某熱電廠化學制水車間的再生廢水:水量100m3/h，COD為80mg/L，電導率為25000 s/cm,氯離子含量為6000mg/L。
[0046]採用本實施例的裝置進行處理:待處理廢水經第一流量控制器2控制流量為30m3/h進入電解反應池4，電解反應池4中析氯專用電極5的極板間距為2.0cm，加電方式為串聯式，設定直流電源I的正負極切換周期為20分鐘，輸出電流恆定值為15A(對應極板電流密度15mA/cm)，廢水在電解反應池4中的停留時間為30分鐘；待處理廢水剩餘部分第二流量控制器3控制流量為70m3/h與電解反應池4出水一同進入氧化反應池6，在攪拌器7的攪拌作用下(攪拌強度80轉/分鐘)混合反應60分鐘後出水COD為40mg/L。
[0047]實施例2
[0048]本實施例的裝置結構與實施例的裝置結構相同，不同點在於，電極間距為6.0cm0
[0049]待處理廢水為某稀土冶煉廠萃取車間廢水:水量200m3/h，COD為220mg/L，電導率為41000S/cm，氯離子含量為16000mg/L。採用本實施例裝置進行處理:待處理廢水經第一流量控制器2控制流量為100m3/h進入電解反應池4，電解反應池4中析氯專用電極5的極板間距為6.0cm，加電方式為並聯式，設定直流電源I的正負極切換周期為10分鐘，輸出電流恆定值為20A (對應極板電流密度20mA/cm)，廢水在電解反應池4中的停留時間為60分鐘；待處理廢水剩餘部分第二流量控制器3控制流量為100m3/h與電解反應池4出水一同進入氧化反應池6，，在攪拌器7的攪拌作用下(攪拌強度80轉/分鐘)混合反應60分鐘後出水 COD 為 50mg/L。
【權利要求】
1.一種高鹽高氯廢水處理裝置，包括電解反應池(4)，其特徵在於，電解反應池(4)和氧化反應池(6)通過第一管路(8-1)連接；第一管路(8-1)與進入電解反應池(4)的第二管路(8-2 )通過第三管路(8-3 )連通；電解反應池(4 )內部設置電極(5 )，電極(5 )通過導線與直流電源(I)連接。
2.根據權利要求1所述的高鹽高氯廢水處理裝置，其特徵在於，氧化反應池(6)上設置攪拌器(7)。
3.根據權利要求1所述的高鹽高氯廢水處理裝置，其特徵在於，第二管路(8-2)和第三管路(8-3)上分別設置第一流量控制器(2)和第二流量控制器(3)。
4.根據權利要求1所述的高鹽高氯廢水處理裝置，其特徵在於，電極(5)為並行排列。
5.根據權利要求1或4所述的高鹽高氯廢水處理裝置，其特徵在於，電極(5)間距為1.0 ?10cm。
【文檔編號】C02F9/06GK203613055SQ201320636552
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】鄒宗海, 潘鹹峰, 李波, 劉婷婷 申請人:中國石油化工股份有限公司