申请日2017.04.10
公开(公告)日2017.07.21
IPC分类号C02F1/463; C02F101/10
摘要
一种含硫酸根废水的处理方法，涉及污水处理技术领域，具体涉及一种含硫酸根废水的处理方法。其特征在于其处理过程是以铅片为阳极，以惰性导电材料为阴极，对含硫酸根废水进行电解处理，阳极铅片反应生产的Pb2+与硫酸根形成PbSO4沉淀，过滤分离出沉淀物，调整滤液的pH后排放。本发明的方法，工艺流程简单，容易控制且易于建立密闭循环，环境友好，不产生二次污染，废渣可以重复利用，实现资源的最优化利用，降低废水处理成本，实现资源的最优化利用。
权利要求书
1.一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其处理过程是以铅片为阳极，以惰性导电材料为阴极，对含硫酸根废水进行电解处理，阳极铅片反应生产的Pb2+与硫酸根形成PbSO4沉淀，过滤分离出沉淀物，调整滤液的pH后排放。
2.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水的pH值为2～8。
3.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的为阴极的惰性导电材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的调整滤液的pH值至6～9后直接排放。
5.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水经过预处理，调整pH值为4～5.5。
6.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水进行预处理时，调整pH的调节剂为硫酸。
7.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的阴极材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢等惰性导电材料;阳极材料为平整洁净的铅板;电极都为片状且面积相等。
8.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的电解电位为0.1V～8V。
9.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的电解电位为0.5V～7V。
10.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的电解反应时间为1～600min。
11.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于过滤分离出沉淀物电解成为铅和二氧化铅重复利用或者做为铅蓄电池原料重使用。
说明书
一种含硫酸根废水的处理方法
技术领域
一种含硫酸根废水的处理方法，涉及污水处理特别是含硫酸根工业废水的处理方法。
背景技术
硫酸做为一种最常见的无机酸，不仅广泛应用于化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等工业部门，还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。这些相关企业排出的废水往往含有大量的硫酸根，由于大多数硫酸盐溶解度很大，在自然界中性质稳定，所以依靠自然净化很难去除。含硫酸盐废水排入水体会使收纳水体酸化，pH值降低，危害水生生物;排入农田会破坏土壤结构、使土壤板结，减少农作物产量及降低农产品品质;硫酸根在还原菌厌氧条件下还会转化产生有毒臭气硫化氢甚至毒性更强的硫代硫化物和联四硫酸盐等，直接危害人体健康和水体生态平衡，导致棘手的环境问题。硫酸盐污染一旦大面积形成，治理将会非常困难，因此研究含硫酸根废水的处理方法迫在眉睫。
由于硫酸根在水体中溶解度大且性质比较稳定，用于硫酸根废水处理的方法相对其他离子比较有限，主要有化学沉淀法，厌氧分解法和离子交换法等，但都存在某些不足之处。
化学沉淀法主要利用化学物质如氧化钙、氯化钙、氯化钡等与硫酸根反应生成沉淀。专利CN105008288A中提供了一种从液体中移除硫酸根的方法,通过在废液中添加中性铝试剂和碱性钙试剂至废液中产生含硫酸根的沉淀，达到去除硫酸根的效果。专利CN103819027A中利用氢氧化钙与含硫酸根的废水混合,压滤去除废渣，从而达到同时去除硫酸根和酸性物质的目的。但是这种化学沉淀法也有一定缺陷，如果用价格低廉的氧化钙、氯化钙，则生成的产物硫酸钙溶解积较大，硫酸根去除不净，而如果用效果较好的氯化钡，硝酸钡等试剂则价格较高且对人体有剧毒。
厌氧分解法则需在厌氧工艺前设计水解酸化，先将硫酸根转化为硫化氢，然后通过曝气或投加铁盐去除硫化氢。专利CN1393412中提供了这样一种方法，让废水通过在缺氧单元和好氧单元间的多次循环来去除硫酸根。专利CN102190411A中提供的方法则主要包括Ca(OH)2预处理、厌氧处理、两段好氧处理等步骤，形成以厌氧细菌为优势的厌氧废水处理方法和以嗜盐及耐盐好氧微生物处理为主的好氧曝气处理方法。这种方法的缺点是工艺比较复杂，流程比较多。
有些企业利用生化+MBR+RO膜处理硫酸根。专利CN105585033A中采用纳滤膜对氯化钾盐水进行浓缩，然后向浓缩盐水中投加氯化钙形成硫酸钙结晶，再经沉降和过滤，即脱除氯化钾盐水中的硫酸根离子。专利CN105417820A通过纳滤膜浓缩、反渗透和电渗析达到去除氯离子和硫酸根离子的目的。这种办法效果较好但是所用树脂需要从德国或日本进口，价格较高。
由此可见，已有公布的去除硫酸根的方法不外乎化学沉淀法，离子交换法和压氧处理法，暂时还没有公布通过直接电解去除硫酸根的方法。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种工艺简单，处理成本低，流程可控，硫酸根去除效率高且不产生二次污染的含硫酸根废水的处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其处理过程是以铅片为阳极，以惰性导电材料为阴极，对含硫酸根废水进行电解处理，阳极铅片反应生产的Pb2+与硫酸根形成PbSO4沉淀，过滤分离出沉淀物，调整滤液的pH后排放。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水的pH值为2～8。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的为阴极的惰性导电材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的调整滤液的pH值至6～9后直接排放。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水经过预处理，调整pH值为4～5.5。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的含硫酸根废水进行预处理时，调整pH的调节剂为硫酸。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于所述的阴极材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢等惰性导电材料;阳极材料为平整洁净的铅板;电极都为片状且面积相等。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的电解电位为0.1V～8V。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的优选电解电位为0.5V～7V之间。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于其电解处理过程的电解反应时间为1～600min。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其特征在于过滤分离出沉淀物电解成为铅和二氧化铅重复利用或者做为铅蓄电池原料重使用。
本发明提供的一种含硫酸根废水的处理方法，采用间接电解法对废水进行处理，即利用电解氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，以分离除去有害物质来实现废水净化。整个反应主要包含两个过程：
一、电解产生Pb2+的过程：在酸性废水中，以重金属废水作为电解质，以平整洁净的铅板为阳极，以石墨、玻碳、钛、Pb、不锈钢等惰性导电材料为阴极。根据废水电导率和阴阳极极距调节电解电位，根据硫酸根浓度和电极面积确定反应时间。铅阳极失去电子产生Pb2+，阳极发生下列反应：
Pb-2e→Pb2+
阴极得到电子产生OH-，发生下列反应：
2H2O+2e→2OH-+H2↑
初生态[H]还能对废水中污染物起化学还原作用，并能产生细小的气泡，使絮凝物或油分附在气泡上浮升至液面以利于下一步水处理。
二、Pb2+与废水中的SO42-结合生成沉淀的过程：电解产生的Pb2+与废水中大量的SO42-结合生成沉淀，反应如下：
Pb2+-+SO42-→PbSO4↓
这种产物可以通过过滤与上清液进行分离，分离出的PbSO4既可以制成电极继续电解生成金属铅和二氧化铅重复利用，也可以做为铅蓄电池的原料发挥作用，实现资源的最优利用。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，与现有技术相比，工艺流程简单，容易控制且易于建立密闭循环，环境友好，不产生二次污染，废渣可以重复利用，实现资源的最优化使用。
具体实施方式
一种含硫酸根废水的处理方法，其处理过程是将含硫酸根废水调节pH值为2～8后，进入电解池，以铅片为阳极，以石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢等惰性导电材料为阴极对其进行电解反应，电解电位可根据废水电导率和阴阳极极距进行调节，反应时间由硫酸根浓度和电极面积而定;然后对沉淀进行压滤，调节滤液的pH值至6～9后排放。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，用硫酸，盐酸，硝酸等无机酸对将含硫酸根废水进行预处理，使pH值调节为2～8;其优选pH范围为4～5.5;其优选pH调节剂为硫酸。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，所述的电解槽阴极材料为石墨、玻碳、钛、Pb或不锈钢等惰性导电材料;阳极材料为平整洁净的铅板;电极都为片状且面积相等。
本发明的一种含硫酸根废水的处理方法，其电解电位在0.1V～8V，可根据废水电导率和阴阳极极距进行调节;其优选电解电位在0.5V～7V，可根据废水电导率和阴阳极极距进行调节;其反应时间为1～600min，可由硫酸根浓度和电极面积而定。
