申請日2015.09.20
公開(公告)日2015.12.09
IPC分類號C02F1/76; C02F1/78; C25B9/08; C25B1/13; C25B1/26
摘要
本發(fā)明公開了一種用水處理的混合氧化劑及其制備方法和制備裝置，以質(zhì)量百分比計，混合氧化劑包括：80-94.5%氯、3-10%二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氫化合物;pH2.5-3.5、ORP?1000-1500mv;制備方法為：將自來水和10-300g/L的電解質(zhì)溶液按流量比(3-13)：(27-37)輸入反應器中，控制電壓為10-30V，電流為6-30A，發(fā)生電化學反應，正極得到混合氧化劑，負極得到堿性溶液;制備裝置包括過濾器、電解質(zhì)溶液罐、電極組、反應器、正極溶液儲罐和負極溶液儲罐。本發(fā)明方法工藝簡單，成本低，生產(chǎn)效率高，制得的混合氧化劑具有高抗菌性，使用效率高，不產(chǎn)生氯化的廢料，本發(fā)明的混合氧化劑主要用作污水處理，也可用作消毒劑。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種用于水處理的混合氧化劑，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，包括如下組份： 80-94.5%氯、3-10%二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氫化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水處理的混合氧化劑，其特征在于，所述混合氧化 劑的pH為2.5-3.5，ORP為1000-1500mv。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水處理的混合氧化劑，其特征在于，所述氫化合物 為H2O。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述用于水處理的混合氧化劑的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：
步驟1、過濾室溫自來水;
步驟2、配制電解質(zhì)液：配制濃度在10-300g/L，溫度在20-60℃的電解質(zhì)溶液;
步驟3、輸入反應器：將過濾后的自來水和電解質(zhì)溶液按流量比(3-13)：(27-37) 分別從電極組正極、負極口輸入反應器;
步驟4、接通電源，開始制備：接通電源正負極，調(diào)節(jié)電壓為10-30V，電流為6-30A， 電解溶液;
步驟5、正負極溶液收集：收集正負極口出的溶液，正極溶液即為混合氧化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于水處理的混合氧化劑的制備方法，其特征在于，步 驟1中過濾后的自來水電導率為125～1250μs/cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于水處理的混合氧化劑的制備方法，其特征在于，步 驟2中所述電解質(zhì)溶液為用純水溶解工業(yè)用鹽制得的溶液或經(jīng)過濾的海水，所述純水的 電導率<10μs/cm，溫度為20-60℃。
7.一種如權(quán)利要求1、2或3所述用于水處理的混合氧化劑的制備裝置，其特征在 于，包括過濾器(13)、電解質(zhì)溶液罐(12)、電極組(21)、反應器、正極溶液儲罐(22)、 負極溶液儲罐(23)和箱體(11);
所述電極組(21)和反應器設置在箱體(11)內(nèi)，箱體(11)上設置有自來水入口 (6)、電解質(zhì)溶液入口(7)、正極溶液出口(8)和負極溶液出口(9);所述過濾器(13) 與自來水入口(6)相連，自來水經(jīng)自來水入口進入三通管;所述電解質(zhì)溶液罐(12) 與電解質(zhì)溶液入口(7)相連，電解質(zhì)溶液經(jīng)電解質(zhì)溶液入口進入三通管;經(jīng)三通管自 來水與電解質(zhì)溶液混合后，從電極組的正負極入口進入反應器;
所述反應器包括陽極室(28)和陰極室(27)，陽極室(28)和陰極室(27)之 間采用陶瓷膜(25)隔開;所述電極組的正極(26)與陶瓷膜圍成陽極室，電極組的 負極(24)與陶瓷膜圍成陰極室，所述陽極室的出口通過正極溶液出口與正極溶液儲罐 相連，所述陰極室的出口通過負極溶液出口與負極溶液儲罐相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水處理的混合氧化劑的制備裝置，其特征在于，所 述電極組的數(shù)量為4、6或8組，電極組兩兩并聯(lián)后串聯(lián)，每組包括一根鍍銥釕鈦正極 和一根鈦負極管，正極插入負極管中，所述陶瓷膜為圓柱體管狀膜，設置在負極與正極 之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于水處理的混合氧化劑的制備裝置，其特征在于，所 述陶瓷膜為氧化鋁摻雜氧化鋯的單管陶瓷膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于水處理的混合氧化劑的制備裝置，其特征在于，所 述電極組數(shù)量為4組，三通管數(shù)量為6個，分別為第一三通管、第二三通管、第三三通 管、第四三通管、第五三通管和第六三通管;
所述第一三通管(14)包括第一端口、第二端口和第三端口;所述第二三通管(15) 包括第四端口、第五端口和第六端口;所述第三三通管(16)包括第七端口、第八端口 和第九端口;所述第四三通管(17)包括第十端口、第十一端口和第十二端口;所述第 五三通管(18)包括第十三端口、第十四端口和第十五端口;所述第六三通管(19)包 括第十六端口、第十七端口和第十八端口;
所述第一端口和第二端口分別與自來水入口和電解質(zhì)溶液入口相連，第三端口與第 四端口相連，第五端口和第六端口分別與第七端口和第十端口相連，第八端口和第九端 口分別與第一電極組和第四電極組的正極口相連，第十一端口和第十二端口分別與第一 電極組和第四電極組的負極口相連，第十三端口與正極溶液出口相連，第十四端口和第 十五端口分別與第二電極組和第三電極組正極口相連，第十六端口與負極溶液出口相 連，第十七端口和第十八端口分別與第二電極組和第三電極組負極口相連。
說明書
用于水處理的混合氧化劑及其制備方法和制備裝置
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及混合氧化劑制備技術(shù)，特別是一種用于水處理的混合氧化劑及其制備方 法和制備裝置。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國經(jīng)濟和人們的生活水平不斷提高，隨之而來的環(huán)境問題 日益突出，全國有大約超過80%的城市直接排放未經(jīng)過任何處理的廢水到附近的水體， 導致水污染加劇。尤其在全國2000多座縣城和19000多個城鎮(zhèn)中，其污水的排放量約 占全國總量的一半以上，但這些中小城鎮(zhèn)的廢水處理能力遠遠低于全國平均水平，突出 表現(xiàn)在污水處理的基礎設施嚴重貧乏。而且在我國目前的毒性大濃度高且難以生化降解 的印染廢水、焦化廢水、EDTA廢水，石油廢水、化工廢水，苯酚廢水、城市生活廢水 等有機廢水已成為當前水處理研究的熱點。
目前印染廢水、焦化廢水、石油廢水、苯酚、城市生活污水的處理方法有：物理法、 化學法、生物法及其連用方法。雖然物理方法成本低，脫色效果較好，但后處理比較復 雜，易產(chǎn)生二次污染;化學法是提高污水處理效率的有效途徑，但成本高;生物法處理 成本低，但對染色分子的降解效果差，需要絮凝沉淀處理，產(chǎn)生污泥形成二次污染�？� 見，常規(guī)的廢水處理方法已經(jīng)很難使印染廢水凈化。
化學方法常用的氧化劑為氯氣、次氯酸鈉、二氧化氯、氯胺、臭氧等，但對運輸和 儲存過程安全要求很高，會產(chǎn)生二次有害產(chǎn)物，包括三鹵甲烷，溴酸鹽和有機溴化合物， 不能有效地破壞動植物的胞(鞭毛蟲、隱孢子蟲);在生產(chǎn)現(xiàn)場，它需要立即使用，或 者存放的話，需要特殊的措施去除重金屬離子來凈化水和鹽;和一些材料和物質(zhì)的結(jié)合 會產(chǎn)生特殊的味道和氣味;需要高劑量和較長的接觸時間;對使用透析器的患者是有害 的，因為它能滲透通過透析膜，影響紅細胞，形成含氮的有害物質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于水處理的混合氧化劑及其制備方法和制備裝置。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：
一種用于水處理的混合氧化劑，以質(zhì)量百分比計，包括如下組份：80-94.5%氯、3-10% 二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氫化合物。
一種上述用于水處理的混合氧化劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟1、過濾室溫自來水;
步驟2、配制電解質(zhì)液：配制濃度在10-300g/L，溫度在20-60℃的電解質(zhì)溶液;
步驟3、輸入反應器：將過濾后的自來水和電解質(zhì)溶液按流量比(3-13)：(27-37) 分別從電極組正極、負極口輸入反應器;
步驟4、接通電源，開始制備：接通電源正負極，調(diào)節(jié)電壓為10-30V，電流為6-30A， 電解溶液;
步驟5、正負極溶液收集：收集正負極口出的溶液，正極溶液即為混合氧化劑。
一種上述用于水處理的混合氧化劑的制備裝置，包括過濾器、電解質(zhì)溶液罐、電極 組、反應器、正極溶液儲罐、負極溶液儲罐和箱體;
所述電極組和反應器設置在箱體內(nèi)，箱體上設置有自來水入口、電解質(zhì)溶液入口、 正極溶液出口和負極溶液出口;所述過濾器與自來水入口相連，自來水經(jīng)自來水入口進 入三通管;所述電解質(zhì)溶液罐與電解質(zhì)溶液入口相連，電解質(zhì)溶液經(jīng)電解質(zhì)溶液入口進 入三通管;經(jīng)三通管自來水與電解質(zhì)溶液混合后，從電極組的正負極入口進入反應器;
所述反應器包括陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間采用陶瓷膜隔開;所述電極 組的正極與陶瓷膜圍成陽極室，電極組的負極與陶瓷膜圍成陰極室，所述陽極室的出口 通過正極溶液出口與正極溶液儲罐相連，所述陰極室的出口通過負極溶液出口與負極溶 液儲罐相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：
(1)本發(fā)明的混合氧化劑溶液具有高抗菌活性，包括對所有病原微生物和胞子; 能夠有效去除水管表面的生物膜，從而排除氨化的可能性;
(2)本發(fā)明的混合氧化劑溶液即使在低于水處理現(xiàn)有的標準濃度下也能有效，而 且有足夠的后勁;
(3)本發(fā)明的混合氧化劑溶液不產(chǎn)生氯化的廢料，比如三鹵甲烷;在溴化物存在 的情況下，不會產(chǎn)生溴酸鹽和有機溴的廢物;
(4)本發(fā)明的混合氧化劑溶液能夠破壞酚---不舒服味道和氣味的來源;
(5)本發(fā)明的混合氧化劑溶液能夠通過直接的氧化反應和氧化物沉積來促進水中 鐵和鎂離子的去除;
(6)本發(fā)明的混合氧化劑溶液能夠在水處理的過程中去除異味，促進水中懸浮泥 沙的去除;
(7)本發(fā)明的混合氧化劑溶液的使用對人體和動物器官是安全的;
(8)跟其他消毒劑相比，本發(fā)明的混合氧化劑溶液的成本更低;
(9)在生產(chǎn)現(xiàn)場直接獲得任何數(shù)量的混合氧化劑溶液和燒堿，可完成任何容量的 氧化劑的合成，免除廠內(nèi)外氧化劑運輸與儲存問題;
(10)本發(fā)明的制備裝置占地面積小，鹽和電力消費少，能夠利用現(xiàn)有的物流和電 力網(wǎng)絡，在沒有任何設計和組裝工作的條件下，被安裝在現(xiàn)有的氯化的場所;
(11)本發(fā)明的制備裝置運行不需要存儲，運輸和使用有毒物質(zhì)，保證水消毒過程 的安全，不需要儲存罐和昂貴的加料系統(tǒng);
(12)本發(fā)明的制備裝置不需要加氯間和儲氯間周圍的“排除區(qū)域”，可用于小、 中和大型的飲用水處理廠(每天供應500-300000立方米水或更多);
(13)本發(fā)明的制備方法可提高電解質(zhì)溶液中鹽的最大轉(zhuǎn)化率，能夠降低水管道的 腐蝕速率;
(14)本發(fā)明的制備方法操作方便、可連續(xù)化生產(chǎn)，省勞動力。
