公布日：2022.07.05
申請(qǐng)日：2022.03.29
分類號(hào)：C02F9/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，具體關(guān)于一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法；本方法利用BDD電極膜組具有極高的氧化電位和極強(qiáng)的氧化性，使得有機(jī)物開(kāi)環(huán)裂解，氧化斷鏈，最終徹底氧化成二氧化碳和水；不像傳統(tǒng)工藝有大量的固廢產(chǎn)生，極大的降低了后續(xù)的處理成本；處理后的廢水：COD420mg/L，氨氮52mg/L，總鎳0.4mg/L，總鉻0.1mg/L，pH為中性，指標(biāo)完全達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)的目的。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其工藝流程為：S1混凝沉淀工藝：設(shè)備包括電絮凝裝置，空壓機(jī)、冷干機(jī)、臭氧發(fā)生器；原水罐的水通過(guò)泵進(jìn)入電絮凝裝置中；空氣經(jīng)空壓機(jī)、冷干機(jī)、臭氧發(fā)生器，制備臭氧，臭氧從電絮凝裝置底部經(jīng)微氣浮裝置進(jìn)入電絮凝裝置中，通過(guò)電解，破乳和混凝作用去除浮油和懸浮物和總鎳；去除浮渣得到上清液；S2電化學(xué)反應(yīng)：混凝沉淀后的上清液進(jìn)入電化學(xué)BDD高級(jí)氧化膜組以BDD電極為陽(yáng)極，調(diào)節(jié)初始pH在7-9之間，電流密度控制在70-130mA/cm2范圍內(nèi)，反應(yīng)溫度控制在30-50℃，對(duì)上清液進(jìn)行電解，電解時(shí)間為4-5h；經(jīng)分離、沉淀后，上清液達(dá)標(biāo)排放，沉淀池內(nèi)的沉淀物去固廢收集池；將混凝沉淀預(yù)處理完成的出水排入新的蓄水池；進(jìn)一步的，在電絮凝進(jìn)行過(guò)程中加入了有效劑量的高效離子絮凝劑；整套工藝設(shè)有控制系統(tǒng)，除加藥，排污和水質(zhì)監(jiān)測(cè)需要人員管理，設(shè)備采用PLC編程控制，只需設(shè)置相應(yīng)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的微氣浮裝置用于去除所述絮凝反應(yīng)裝置排出的廢水中的懸浮物，降低后續(xù)處理難度，為撬裝式，水箱容積為0.5-3m3，壓縮空氣流量：3-6m³/h，空氣壓力：0.4-0.8Mpa，產(chǎn)氣流量：0.5-4m³/h，臭氧濃度：120-150mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)備占地面積：1-4m2，1-3個(gè)電解桶，有效容積1-4m³；電解時(shí)間設(shè)置為30-90min；配電電源2-5KW。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電絮凝裝置的鋁電極，功率1-4KW；當(dāng)前端水質(zhì)達(dá)標(biāo)，則可以不開(kāi)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的固廢收集桶的數(shù)量：1-3個(gè)，有效容積：1-6m³。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的控制系統(tǒng)的采用西門子控制系統(tǒng)，定制編程，人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，補(bǔ)充藥劑與定期排污工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的高效離子絮凝劑的制備方法為：按照質(zhì)量份數(shù)，將20-30份的丙烯酰胺,0.5-5份的改性吡咯單體,0.05-
1.2份的4-丙烯基硫代氨基脲，加入到反應(yīng)釜中，使用高純氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入50-70份的巰基乙酸，120-140份的四氫呋喃，5-11份的三乙胺，50-60℃反應(yīng)6-10h，反應(yīng)混合物減壓蒸餾除去四氫呋喃，即可得到所述的一種高效離子絮凝劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的改性吡咯單體的制備方法為:按照質(zhì)量份數(shù)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將4-17份的金屬鈉和10-16份的吡咯加入到70-100份的甲苯中，控溫70-80℃，攪拌反應(yīng)2-4h；降溫至室溫后將15-22份的乙烯基磺酰氯緩慢加入到反應(yīng)體系中，加完后控溫60-70℃下攪拌反應(yīng)1-3h，得到改性吡咯單體。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法。
一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其工藝流程為：S1混凝沉淀工藝：設(shè)備包括電絮凝裝置，空壓機(jī)、冷干機(jī)、臭氧發(fā)生器；原水罐的水通過(guò)泵進(jìn)入電絮凝裝置中；空氣經(jīng)空壓機(jī)、冷干機(jī)、臭氧發(fā)生器，制備臭氧，臭氧從電絮凝裝置底部經(jīng)微氣浮裝置進(jìn)入電絮凝裝置中，通過(guò)電解，破乳和混凝作用去除浮油和懸浮物和總鎳；去除浮渣得到上清液；S2電化學(xué)反應(yīng)：混凝沉淀后的上清液進(jìn)入電化學(xué)BDD高級(jí)氧化膜組以BDD電極為陽(yáng)極，調(diào)節(jié)初始pH在7-9之間，電流密度控制在70-130mA/cm2范圍內(nèi)，反應(yīng)溫度控制在30-50℃，對(duì)上清液進(jìn)行電解，電解時(shí)間為4-5h；經(jīng)分離、沉淀后，上清液達(dá)標(biāo)排放，沉淀池內(nèi)的沉淀物去固廢收集池；將混凝沉淀預(yù)處理完成的出水排入新的蓄水池；進(jìn)一步的，在電絮凝進(jìn)行過(guò)程中加入了有效劑量的高效離子絮凝劑，整套工藝設(shè)有控制系統(tǒng)，除加藥，排污和水質(zhì)監(jiān)測(cè)需要人員管理，設(shè)備采用PLC編程控制，只需設(shè)置相應(yīng)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行控制。
所述的微氣浮裝置用于去除所述絮凝反應(yīng)裝置排出的廢水中的懸浮物，降低后續(xù)處理難度，為撬裝式，水箱容積為0.5-3m3，壓縮空氣流量：3-6m³/h，空氣壓力：0.4-0.8Mpa，產(chǎn)氣流量：0.5-4m³/h，臭氧濃度：120-150mg/L。
所述的電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)備占地面積：1-4m2，1-3個(gè)電解桶，有效容積1-4m³；電解時(shí)間設(shè)置為30-90min；配電電源2-5KW。
所述的電絮凝裝置的鋁電極，功率1-4KW；當(dāng)前端水質(zhì)達(dá)標(biāo)，則可以不開(kāi)機(jī)。
所述的固廢收集桶的數(shù)量：1-3個(gè)，有效容積：1-6m³。
所述的控制系統(tǒng)的采用西門子控制系統(tǒng)，定制編程，人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，補(bǔ)充藥劑與定期排污工作。
所述的高效離子絮凝劑的制備方法為：按照質(zhì)量份數(shù)，將20-30份的丙烯酰胺,0.5-5份的改性吡咯單體,0.05-1.2份的4-丙烯基硫代氨基脲，加入到反應(yīng)釜中，使用高純氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入50-70份的巰基乙酸，120-140份的四氫呋喃，5-11份的三乙胺，50-60℃反應(yīng)6-10h，反應(yīng)混合物減壓蒸餾除去四氫呋喃，即可得到所述的一種高效離子絮凝劑。
所述的改性吡咯單體的制備方法為:按照質(zhì)量份數(shù)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將4-17份的金屬鈉和10-16份的吡咯加入到70-100份的甲苯中，控溫70-80℃，攪拌反應(yīng)2-4h；降溫至室溫后將15-22份的乙烯基磺酰氯緩慢加入到反應(yīng)體系中，加完后控溫60-70℃下攪拌反應(yīng)1-3h，得到改性吡咯單體。
反應(yīng)機(jī)理：電解氧化工藝就是利用電極材料的高氧化還原電位，BDD電極膜組具有極高的氧化電位和極強(qiáng)的氧化性，使得有機(jī)物開(kāi)環(huán)裂解，氧化斷鏈，最終徹底氧化成二氧化碳和水；氨氮最終以氮?dú)獾男问脚懦�，水中殘留少量的硝酸鹽。
技術(shù)效果：本發(fā)明的一種BDD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，本發(fā)明專利有以下優(yōu)勢(shì)：(1)處理范圍廣；只要電解電極的析氧電位和催化能力能達(dá)到要求，應(yīng)用電解水處理技術(shù)幾乎可以降解所有的有機(jī)物；(2)應(yīng)用靈活；它既可以作單獨(dú)處理工藝使用，也可以與其他處理工藝相結(jié)合，如作為前處理，可將難降解的有機(jī)物或生物毒性污染物轉(zhuǎn)化為可生物降解物質(zhì)，從而提高廢水的可生物降解性；(3)二次污染��；電化學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的•OH可以無(wú)選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)，將其降解為CO2、H2O和簡(jiǎn)單的有機(jī)物，很少甚至不會(huì)產(chǎn)生二次污染；電子是電化學(xué)反應(yīng)的主要反應(yīng)物，而且電子轉(zhuǎn)移只在電極與有機(jī)廢物組分之間進(jìn)行，不需添加任何氧化劑、還原劑，避免了由于添加化學(xué)藥劑而引起的二次污染，而且還可通過(guò)控制電位，使電極反應(yīng)具有高度的選擇性，防止副反應(yīng)發(fā)生；(4)可控性好；電化學(xué)過(guò)程一般在常溫常壓下進(jìn)行，其控制參數(shù)是電流和電位，易于控制和測(cè)定；因此，整個(gè)過(guò)程的可控程度乃至自動(dòng)控制水平都較高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；(5)成本低廉；電化學(xué)系統(tǒng)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)，其能量效率也比較高，操作與維護(hù)費(fèi)用也低；同時(shí)，作為一種清潔的處理工藝，其設(shè)備占地面積小，特別適用于人口擁擠城市的污水處理。
（發(fā)明人：趙建軍;何家坤;金碧華;王律;師英東）
