申請日2015.11.01

　　公開(公告)日2016.02.17

　　IPC分類號C02F1/463; C02F101/34; C02F101/38; C02F103/34

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法。該方法包括以下步驟：將草甘膦廢水過濾后去除懸浮物，調(diào)節(jié)廢水的pH值7±0.2之間，開動水泵將廢水泵入電解槽并向電解槽中通電，控制水流大小調(diào)節(jié)電解反應(yīng)的時間，反應(yīng)完之后，將出水靜置沉淀0.5h-1h，刮去液面上的泡沫，除去底部污泥排出的上清水即為處理好的水。本發(fā)明用鋁板充當(dāng)電絮凝的陰陽極對草甘膦廢水進(jìn)行處理，在所述的最佳工藝參數(shù)下，污染物的去除效果與常規(guī)的處理方法比較，速度更快，效率更高，成本更低。短時間內(nèi)廢水的COD去除率達(dá)到70.3%，TP的去除率達(dá)到75.4%，色度和濁度基本上可以完全去除，出水清澈，并且操作簡單能夠自動化管理。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)將草甘膦廢水過濾去除懸浮物;

　　2)調(diào)節(jié)廢水的pH值;

　　3)然后啟動水泵將廢水泵入電解槽中，通電進(jìn)行電解反應(yīng);

　　4)電解反應(yīng)完后，靜置沉淀后將液面上的懸浮泡沫刮除，除去底部的污泥沉淀，排出的上清水即為處理好的排水。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟2)所述廢水的pH值調(diào)節(jié)為7±0.2。

　　3.如權(quán)利要求2所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟2)所述廢水的pH值調(diào)節(jié)為7.0。

　　4.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟3)所述電解反應(yīng)的電流強(qiáng)度為8.52mA/cm2。

　　5.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟3)所述電解反應(yīng)時間即水力停留時間為15min。

　　6.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟3)所述電解槽的電極板是參與反應(yīng)的有效面積是176cm2的鋁板。

　　7.如權(quán)利要求6所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，所述電極板之間的間距為10mm，電極的連接方式為復(fù)極連接方式，陰、陽極板在電解槽中相互間隔多組分布。

　　8.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，其特征在于，步驟4)所述靜置沉淀的時間為0.5h-1h。

　　說明書

　　一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理方法領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法。

　　背景技術(shù)

　　草甘膦是一種廣譜，高效低毒，非選擇性芽后除草劑。但是生產(chǎn)草甘膦產(chǎn)生的廢水是典型的高濃度污染的有機(jī)廢水，高濃度COD、毒性大、難生物降解、含有大量無機(jī)鹽等，較難處理。若不經(jīng)處理排放，會污染地表水以及地下水源，造成水體富營養(yǎng)化等，破壞生態(tài)環(huán)境。

　　目前草甘膦高濃度的污染廢水常用的預(yù)處理方法有化學(xué)混凝法，水解法，吸附法等方法。化學(xué)混凝：通過投加化學(xué)混凝劑將水中的污染物質(zhì)混凝沉淀去除，效果好，是目前使用最多的處理方法。但是化學(xué)混凝法的污泥產(chǎn)生量大且含水率高，需要持續(xù)藥劑投入、運(yùn)行費(fèi)用高，并且還會向水中引入其他的陰離子等問題。水解法：水解法(分酸性水解和堿性水解)能夠去除水中的磷，但對COD的去除效果卻不明顯，而且運(yùn)行設(shè)備要求高、造價高。吸附法：采用活性炭，樹脂等吸附劑吸附水中的污染組分，對草甘膦廢水的處理，吸附一般達(dá)不到預(yù)期的處理效果，且回收和再生難度大，會產(chǎn)生新的垃圾，不適宜應(yīng)用在高濃度的廢水預(yù)處理技術(shù)上面。

　　中國專利(申請?zhí)?01110383538.1)中通過多種工藝的組合能夠?qū)⒂袡C(jī)磷農(nóng)藥廢水中的磷處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是它要求對每一個有機(jī)磷農(nóng)藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行不同的預(yù)處理后，再統(tǒng)一處理，步驟繁瑣，而且也要先將有機(jī)磷氧化后才能去除，過程之中添加多種藥劑，增加了成本。本發(fā)明所使用的預(yù)處理草甘膦農(nóng)藥廢水的方法快速簡單，無須將每一個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水分開預(yù)處理。

　　電絮凝技術(shù)是一種依靠外加電源通電電解對廢水進(jìn)行處理的電化學(xué)處理方式，其特點(diǎn)是犧牲可溶性陽極在水體中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生絮凝劑吸附水體中的污染物質(zhì)，然后沉淀使污染物從水體中去除，而在陰極產(chǎn)生氣泡有氣浮分離的作用，電解過程中還發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能夠去除部分有機(jī)物。電絮凝主要的反應(yīng)為絮凝沉淀，氣浮分離，氧化還原這三個。目前使用電絮凝技術(shù)應(yīng)用于草甘膦高濃度廢水的處理中的相關(guān)專利文獻(xiàn)很少，草甘膦廢水中含有一定量的Cl‐，在反應(yīng)槽中氯離子會產(chǎn)生一些ClO‐，能夠氧化水體中的部分有機(jī)物，去除一定量的COD，而且草甘膦廢水有一定的鹽度，Cl‐的穿透力強(qiáng)，加上其他的金屬離子能夠減緩電極板的鈍化，因此使用電絮凝技術(shù)來預(yù)處理草甘膦廢水是一種有應(yīng)用潛力的技術(shù)。

　　中國專利申請?zhí)枮?00810063021.2中公開了一種采用臭氧強(qiáng)化鐵板電絮凝去除較低濃度含磷廢水，能夠取得很好的處理效果，但是鐵板電絮凝產(chǎn)生的羥基聚合物的分子鏈沒有鋁板的長，吸附效果不及鋁板電絮凝，產(chǎn)生的泥也較鋁板多，另外臭氧的添加也會增加成本。

　　電絮凝技術(shù)是一種應(yīng)用很廣的水處理技術(shù)，其抗負(fù)荷變化的能力很強(qiáng)，但處理不同的水時有不同的工藝條件和處理方式。電絮凝處理別的廢水(如鋼鐵軋制廢水)時需要添加鹽分增加導(dǎo)電率，而草甘膦廢水中本身就含有一定量的鹽分，無需添加，所以使用電絮凝技術(shù)是一種非常適合草甘膦廢水的預(yù)處理方式。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有草甘膦廢水預(yù)處理技術(shù)的部分缺點(diǎn)，提供一種利用鋁板電絮凝技術(shù)能夠快速地預(yù)處理草甘膦高濃度污染的廢水，操作容易，不用添加化學(xué)藥劑，處理速度快、效率高、運(yùn)行管理簡單、成本低的方法。

　　本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

　　一種預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的電絮凝方法，包括以下步驟：

　　1)將草甘膦廢水過濾去除懸浮物;

　　2)調(diào)節(jié)廢水的pH值;

　　3)然后啟動水泵將廢水泵入電解槽中，同時通電進(jìn)行電解反應(yīng);

　　4)電解反應(yīng)完后，靜置沉淀后將液面上的懸浮泡沫刮除，除去底部的污泥沉淀，排出的上清水即為處理好的排水。

　　進(jìn)一步地，步驟2)所述廢水的pH值調(diào)節(jié)為7±0.2。

　　優(yōu)選的，步驟2)所述廢水的pH值調(diào)節(jié)為7.0。

　　優(yōu)選的，步驟3)所述電解反應(yīng)的電流強(qiáng)度為8.52mA/cm2。

　　優(yōu)選的，步驟3)所述電解反應(yīng)時間即水力停留時間為15min。

　　優(yōu)選的，步驟3)所述電解槽的電極板是參與反應(yīng)的有效面積是176cm2的鋁板，尺寸為275mm×67mm×3mm。

　　優(yōu)選的，所述電極板之間的間距為10mm，電極的連接方式為復(fù)極連接方式，陰、陽極板在電解槽中相互間隔多組分布。

　　優(yōu)選的，步驟4)所述靜置沉淀的時間為0.5h‐1h。

　　在本發(fā)明所述的方法中，采用電絮凝法對草甘膦高濃度污染廢水進(jìn)行預(yù)處理，影響處理效果的主要因素有廢水的pH值、極板間距、電流強(qiáng)度和電解時間等。其中pH在5‐9之間廢水中的COD和總磷都有一定的處理去除效果，但pH 的變化對水體中總磷的去除影響比較大，在pH為7.0附近總磷取到了最大的去除率，此時鋁電極板電解在水體中的主要產(chǎn)物Al(OH)3、Al(OH)4‐和長分子鏈的多核羥基絡(luò)合物，它們的吸附性能強(qiáng)，能夠吸附水中大分子的有機(jī)物質(zhì)和其它雜質(zhì)，然后絮凝沉淀去除污染物，本發(fā)明方法對草甘膦廢水中污染物質(zhì)的主要去除方式就是吸附沉淀。在酸性條件下，陽極鋁板在電解反應(yīng)的過程中極容易溶解出形成Al3+、Al(OH)2+和Al2(OH)24+等，它們由于分子鏈太小，吸附絮凝的性能不夠強(qiáng)，絮體的沉降性能也較差，因此廢水的pH值調(diào)為7.0為最佳pH值。

　　在本發(fā)明所述的方法中，極板間距的大小對污染物去除的效果有很明顯的影響，極板間距太小時反應(yīng)槽中的鋁板增多影響水流的混合，也會產(chǎn)生過多的絮凝劑凝聚在一塊加大了沉降速度，減少了吸附反應(yīng)的時間，反而降低了污染物的去除率，同時間距過小，容易造成電流短路。極板間距太大，單位面積反應(yīng)的鋁板需要處理水量增大，產(chǎn)生絮凝劑的量變少，處理速率和效率都會變差。因此，本發(fā)明所述的方法中，極板間距定為10mm。

　　在本發(fā)明所述的方法中，電流密度的變化對草甘膦高濃度污染廢水中污染物質(zhì)的去除率有較大的影響。開始隨著電流密度的增大，COD和總磷的去除率也有明顯的升高，但在電流密度增大到一定程度之后，去除率反而隨電流密度的增大呈現(xiàn)出一定小幅度的下降趨勢，而且會增加能耗。電流密度變大會使絮凝體凝聚的速度變快、增大而加快了沉降速度，減少了吸附絮凝的反應(yīng)時間，反而使水體中污染物去除率下降，所以本發(fā)明中選擇的電流密度為8.52mA/cm2 (對應(yīng)電流強(qiáng)度為1.5A)。電解反應(yīng)時間的長短對廢水的處理效率也有一定的影響，15min后COD和總磷的去除率都達(dá)到了最大，隨著時間的延長，COD和總磷的去除率不再升高，而是有了一定的波動，主要是因?yàn)殡S著時間的延長，反應(yīng)槽中發(fā)生了很小的反溶現(xiàn)象，使吸附了的部分有機(jī)污染物和少量的磷從沉淀的污泥中重新溶解回到水體中。所以本發(fā)明中優(yōu)選的最佳反應(yīng)時間為15min，需隔一定的時間將反應(yīng)槽中的泥排出。

　　本發(fā)明所述的電絮凝預(yù)處理草甘膦高濃度污染廢水的方法，通過鋁板電絮凝對廢水的處理，在所述的最佳工藝參數(shù)的條件下，能夠在較短的時間內(nèi)快速的對廢水進(jìn)行一個速度快、效率高的前處理。廢水中COD的去除率可達(dá)到70.3%， TP的去除率達(dá)到75.4%，并且出水清澈透明，色度和濁度基本完全去除。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　對于成分復(fù)雜，COD和總磷濃度超高的廢水，本預(yù)處理方法的處理工藝操作簡單，無需添加任何化學(xué)藥劑，處理效率快，效果好，成本低，設(shè)備體積小，易實(shí)現(xiàn)自動化管理，反應(yīng)產(chǎn)的泥量少，且含水率低，容易處理，是處理草甘膦廢水的一種很有效的預(yù)處理方法，有很好的應(yīng)用市場，值得去開發(fā)。