CN203613055U - 高盐高氯废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种高盐高氯废水处理装置，包括电解反应池，电解反应池和氧化反应池通过第一管路连接；第一管路与进入电解反应池的第二管路通过第三管路连通；电解反应池内部设置电极，电极通过导线与直流电源连接。本实用新型无需催化剂，节约能耗；降低装置的复杂程度；装置结构简单，更易于大规模水量的处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高盐高氯废水处理装置，属于废水处理技术领域。
背景技术
高盐高氯废水是指废水中含有较高浓度的无机盐和氯离子，随着现代工业的不断发展，此类废水越来越多，如化学制水再生废水和稀土行业萃取废水，属于典型的高盐高氯废水。
化学制水是指利用离子交换树脂脱除水中无机盐，流程为阳离子交换树脂床+阴离子交换树脂床+混合床，出水为脱盐水，用于锅炉补水或其它对进水要求较高的生产设备；进水一般为工业水、地下水。离子交换树脂使用一段时间后交换容量达到饱和或者是交换容量下降需要对其进行再生。再生时采用一定浓度盐酸、氢氧化钠和氯化钠，再生完成后产生的再生废水含有大量的氯离子、硫酸根离子、钠离子及钙镁离子。由于再生时所耗的酸量一般要大于碱量，所以再生废水需要加入大量碱来调节废水的pH值为中性，这又使废水的含盐量增加，一般来说，化学制水再生废水的含盐量在2.0～4.0%（与海水相当）。
化学制水工艺的进水一般为地下水或工业水，水中会含有一定量的有机物，有机物在树脂内不断富集，最后在强酸或强碱再生作用下进入到再生废水中。由于环保法规的日益严格，化学制水再生废水中有机物含量不高（COD一般在80～300mg/L），但是不能满足新的排放标准，需要对其进行处理，然后才能达标排放。
稀土萃取工艺是用盐酸来萃取稀土中的金属离子，其过程中产生的废水为萃取废水。与化学制水再生废水一样，该废水具有高盐分、高氯离子特点，都属于高盐高氯低浓度有机废水。
目前对高盐高氯废水的处理面临两方面的难题，一是废水的高盐分的影响。如果采用处理成本较低的生化工艺对其处理，为满足微生物生存条件，必须搀兑大量其它低盐分水，搀兑量一般为再生废水量的3～4倍，甚至更高，水量的增加必然会带来处理费用的增加以及其它不利因素。二是废水中的有机物虽然浓度较低但是具有难降解性。废水中的有机物多为腐质酸类的浓缩物，经过强酸、强碱溶解后难降解性增大，采用常见处理工艺效果不明显。
高级氧化技术在处理废水方面有生物法和物理法等优势，在工业废水处理中成为研究热点，但是大多数高级氧化技术需要在处理过程中投加大量的氧化剂，而且容易引起二次污染，所以在大规模推广应用中受到制约。电化学氧化也是高级氧化工艺的一种，由于它具有无需投加氧化剂、无二次污染、处理程度深、对废水的适应性强等特点在高盐废水处理中备受关注。
电解氧化工艺是电化学氧化最具代表性工艺，它工作原理是，电极在外加直流电场的作用下在表面产生大量的氧化性物质，如羟基自由基(·OH)、活态氧（O），如废水中含有较高的氯离子，同时会产生次氯酸等氧化性物质，这些氧化性物质通过电子转移等途径将废水中有机物氧化分解成小分子、CO2和H2O2，从而达到降解COD的目的。
中国专利CN102964017A提供一种微波电催化氧化高盐度有机废水的处理方法，其特征在于：低温低压的废水经加压后进入换热器，与微波催化氧化反应管来的高温废水交换热量后流入电解槽阳极，在电解电流的作用下电解废水中的盐分，电解为流动电解；电解后的废水混合液进入微波催化氧化反应管，在微波的作用下，废水中电解盐产生的氧化剂与废水中的有机物在催化剂的催化作用下，把有机物氧化为无机物及无机气体，经过一定时间消解后，废水流出微波催化氧化管经过电解槽阴极后，再经换热器换热降温后排出，可达标排放或进一步处理。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术对化学再生废水处理过程中的不利因素，提供一种高盐高氯废水处理装置，不需要催化剂，节约能耗；降低装置的复杂程度；装置结构简单，更易于大规模水量的处理。
本实用新型所述的高盐高氯废水处理装置，包括电解反应池，电解反应池和氧化反应池通过第一管路连接；第一管路与进入电解反应池的第二管路通过第三管路连通；电解反应池内部设置电极，电极通过导线与直流电源连接。
氧化反应池上设置搅拌器。
第二管路和第三管路上分别设置第一流量控制器和第二流量控制器。
电极为钛铱钌电极或其它类似电极。电极为析氯专用电极。
电极为并行排列。
电极间距为1.0～10cm。电极间距根据处理废水的含盐量来确定。
电极的极板的加电方式可为并联式或串联式。
直流电源采用自动电极电源，根据设定的时间周期自动切换正、负极。能够防止废水中的钙镁离子和有机物在电极表面沉积造成电极“钝化”。
并联式为正负极间隔与电源连接。串联式为电源正负极只与最外边的电极连接。
本实用新型利用涂有催化材料的析氯专用电极对部分再生废水中的氯离子进行电解，使其成为含有次氯酸和氯气的混合液，然后利用该混合液对另一部分废水进行氧化处理。混合液中的次氯酸易得到电子具有强氧化性，同时在水中产生氧化性物质。其反应机理为：
2Cl-→Cl2↑+H2O+2e；
Cl2+H2O→HClO+HCl；
HClO→HCl+[O]；
2ClO-+H2O→2/3HClO3+4/3HCl+[O]+2e；
ClO-+2e+2H+→Cl-+H2O。
操作流程为：待处理废水一部分经流量控制器控制流量进入电解反应池，在直流电源所加直流电场作用下，废水中的氯离子在析氯专用电极表面或附近转化为具有强氧化性的次氯酸和氯气，使该部分废水成为具有氧化性的混合液；待处理废水剩余部分经流量控制器控制流量与电解反应池出来的混合液一同进入氧化反应池，在搅拌器的搅拌作用下混合后进行氧化反应，出水达标排放。
在待处理废水水量一定的前提下，进入电解反应池废水的量可根据对废水的处理程度进行调节：如果氧化反应池出水有机物含量高于排放标准，可加大进入电解反应池的废水量，反之可适当降低进入电解反应池的废水量。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
（1）对废水处理过程中无需投加氧化剂，无二次污染，属于“绿色工艺”，节约能耗。
（2）通过调节进入电解反应池废水的量来控制对待处理废水的处理程度，在保证处理效果的基础上降低电能消耗，有利于降低处理费用。
（3）对待处理废水水质变化具有较好的抗冲击性。当待处理废水水质变化较大时可及时调节进入电解反应池废水的量来保证氧化反应池出水能够满足排放标准。
（4）降低了装置的复杂程度；装置结构简单，更易于大规模水量的处理。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中1、直流电源；2、第一流量控制器；3、第二流量控制器；4、电解反应池；5、电极；6、氧化反应池；7、搅拌器；8-1、第一管路；8-2、第二管路；8-3、第三管路。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1所示高盐高氯废水处理装置，包括电解反应池4，电解反应池4和氧化反应池6通过第一管路8-1连接；第一管路8-1与进入电解反应池4的第二管路8-2通过第三管路8-3连通；电解反应池4内部设置电极5，电极5通过导线与直流电源1连接。
氧化反应池6上设置搅拌器7。
第二管路8-2和第三管路8-3上分别设置第一流量控制器2和第二流量控制器3。
电极5为并行排列。
电极5为析氯专用电极。
电极间距为2.0cm。
电极5为钛铱钌电极或其它类似电极。
直流电源1采用自动电极电源。
待处理废水为某热电厂化学制水车间的再生废水：水量100m3/h，COD为80mg/L，电导率为25000 s/cm，氯离子含量为6000mg/L。
采用本实施例的装置进行处理：待处理废水经第一流量控制器2控制流量为30m3/h进入电解反应池4，电解反应池4中析氯专用电极5的极板间距为2.0cm，加电方式为串联式，设定直流电源1的正负极切换周期为20分钟，输出电流恒定值为15A（对应极板电流密度15mA/cm），废水在电解反应池4中的停留时间为30分钟；待处理废水剩余部分第二流量控制器3控制流量为70m3/h与电解反应池4出水一同进入氧化反应池6，在搅拌器7的搅拌作用下（搅拌强度80转/分钟）混合反应60分钟后出水COD为40mg/L。
实施例2
本实施例的装置结构与实施例的装置结构相同，不同点在于，电极间距为6.0cm。
待处理废水为某稀土冶炼厂萃取车间废水：水量200m3/h，COD为220mg/L，电导率为41000s/cm，氯离子含量为16000mg/L。采用本实施例装置进行处理：待处理废水经第一流量控制器2控制流量为100m3/h进入电解反应池4，电解反应池4中析氯专用电极5的极板间距为6.0cm，加电方式为并联式，设定直流电源1的正负极切换周期为10分钟，输出电流恒定值为20A（对应极板电流密度20mA/cm），废水在电解反应池4中的停留时间为60分钟；待处理废水剩余部分第二流量控制器3控制流量为100m3/h与电解反应池4出水一同进入氧化反应池6，，在搅拌器7的搅拌作用下（搅拌强度80转/分钟）混合反应60分钟后出水COD为50mg/L。
Claims (5)
1.一种高盐高氯废水处理装置，包括电解反应池（4），其特征在于，电解反应池（4）和氧化反应池（6）通过第一管路（8-1）连接；第一管路（8-1）与进入电解反应池（4）的第二管路（8-2）通过第三管路（8-3）连通；电解反应池（4）内部设置电极（5），电极（5）通过导线与直流电源（1）连接。
2.根据权利要求1所述的高盐高氯废水处理装置，其特征在于，氧化反应池（6）上设置搅拌器（7）。
3.根据权利要求1所述的高盐高氯废水处理装置，其特征在于，第二管路（8-2）和第三管路（8-3）上分别设置第一流量控制器（2）和第二流量控制器（3）。
4.根据权利要求1所述的高盐高氯废水处理装置，其特征在于，电极（5）为并行排列。
5.根据权利要求1或4所述的高盐高氯废水处理装置，其特征在于，电极（5）间距为1.0～10cm。
Priority Applications (1)
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| CN201320636552.2U CN203613055U (zh) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 高盐高氯废水处理装置 |
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| CN201320636552.2U CN203613055U (zh) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 高盐高氯废水处理装置 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107089744A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-25 | 湖北大学 | 一种脱硫废水深度处理零排放的方法 |
| CN111252861A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 湿式电氧化废水处理装置及废水处理方法 |
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2013
- 2013-10-15 CN CN201320636552.2U patent/CN203613055U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107089744A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-25 | 湖北大学 | 一种脱硫废水深度处理零排放的方法 |
| CN107089744B (zh) * | 2017-05-04 | 2019-11-12 | 湖北大学 | 一种脱硫废水深度处理零排放的方法 |
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