申请日2017.04.17
公开(公告)日2017.12.01
IPC分类号C02F9/06; C02F101/18
摘要
本发明公开了一种含氰废水深度处理系统，包括依次通过管道连接的原水池、一级填充床电解槽、二级填充床电解槽、暂存池、精密过滤器、反渗透水处理设备，在原水池和一级填充床电解槽之间设有进水泵将原水池中的废水泵入一级填充床电解槽，在暂存池和精密过滤器之间设有高压泵将暂存池中的废水泵入精密过滤器。本发明还公开了含氰废水深度处理方法，采用本发明的含氰废水深度处理系统和方法，含氰废水中污染物去除彻底，无需添加化学药剂，再经过反渗透作用，可实现废水再生并回用于生产线，且可较大程度回收金属资源，实现水资源再生，操作安全简便。
权利要求书
1.一种含氰废水深度处理系统，其特征在于：包括依次通过管道连接的原水池、一级填充床电解槽、二级填充床电解槽、暂存池、精密过滤器、反渗透水处理设备，在原水池和一级填充床电解槽之间设有进水泵将原水池中的废水泵入一级填充床电解槽，在暂存池和精密过滤器之间设有高压泵将暂存池中的废水泵入精密过滤器。
2.如权利要求1所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽均为长方体，在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽内分别设置有正、负平板式电极。
3.如权利要求2所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极间距均为300-800mm，所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极高度300-1000mm，宽度为60-600mm，厚度为10-30mm。
4.如权利要求2所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极为石墨材质，椰壳颗粒活性炭作为粒子电极填充在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极之间。
5.如权利要求4所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽内粒子电极粒径为3-5mm，比表面积大于或等于1000㎡/g，中孔率50-70%，所述二级填充床电解槽内粒子电极粒径为1-3mm，比表面积大于或等于1200㎡/g，中孔率50-70%。
6.如权利要求4所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述椰壳颗粒活性炭在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽内由多孔支撑板承托，在所述多孔支撑板下方设有曝气装置。
7.如权利要求1所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽工作电压在40-200V，二级填充床电解槽工作电压在60-200V。
8.如权利要求1所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：所述一级填充床电解槽采用直流电源，二级填充床电解槽采用脉冲电源。
9.如权利要求1所述的含氰废水深度处理系统，其特征在于：在反渗透水处理设备的浓水侧和原水池之间设有管道，通过所述管道使反渗透水处理设备产生的浓水流入原水池。
10.一种采用权利要求1的处理系统深度处理含氰废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将原水池内待处理含氰废水泵入一级填充床电解槽，一级填充床电解槽工作电压范围为40-200V，电解时间为10-60min;
(2)经一级填充床电解槽处理后的废水溢流进入二级填充床电解槽，二级填充床电解槽工作电压范围为60-200V，电解时间为10-20min;
(3)经二级填充床电解槽处理后的废水溢流进入暂存池;
(4)通过高压泵将暂存池内废水输送至精密过滤器，过滤精度为1-5μm;
(5)精密过滤器出水进入反渗透水处理设备，产生的纯水输送至生产线，反渗透浓水通过管道流入原水池与待处理含氰废水一同进入一级填充床电解槽进行处理。
说明书
一种含氰废水深度处理系统和方法
技术领域
本发明属于污水净化处理领域，特别涉及一种含氰废水深度处理系统和方法。
背景技术
电镀、金银矿开采、金属冶炼及焦化、农药等行业都会产生含氰废水，含氰废水毒性大，必须经过严格处理后才能排放。现有含氰废水处理方法可分为净化法和回收再生法，净化法一般采用氧化剂氧化破坏废水中的含氰络离子，根据氧化剂不同可分为碱氯氧化法、二氧化硫-空气氧化法、过氧化氢氧化法、臭氧化法、电解氧化法、微生物氧化法等;回收再生法有酸化法、离子交换树脂法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、电渗透法等。含氰废水有较大毒性，考虑到操作安全性因素回收再生法很难普遍推广，净化法中的碱氯氧化法具有氰化物分解彻底，处理成本低等优点，是目前应用最广泛的处理方法。不过碱氯氧化法需用到次氯酸钠等化学药剂，存在二次污染，且异味重，操作环境差，废水中的金属离子一般以重金属污泥形式去除，很难得到资源化利用。
发明内容
本发明针对现有含氰废水处理技术中存在的不足之处，提供了一种通过填充床电解槽去除污染物，再经反渗透系统回用废水的系统和方法。
为实现上述目的，本发明公开了一种含氰废水深度处理系统，包括依次通过管道连接的原水池、一级填充床电解槽、二级填充床电解槽、暂存池、精密过滤器、反渗透水处理设备，在原水池和一级填充床电解槽之间设有进水泵将原水池中的废水泵入一级填充床电解槽，在暂存池和精密过滤器之间设有高压泵将暂存池中的废水泵入精密过滤器，过滤精度为1-5μm。
所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽均为长方体，在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽内分别设置有正、负平板式电极，在一级填充床电解槽、二级填充床电解槽上分别设置有电源，一级填充床电解槽、二级填充床电解槽上的电源的正负极分别和一级填充床电解槽、二级填充床电解槽的正、负平板式电极连接。
所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极间距均为300-800mm，所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的平板电极高度为300-1000mm，宽度为60-600mm，厚度为10-30mm。
所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极为石墨材质，椰壳颗粒活性炭作为粒子电极填充在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽的正、负平板式电极之间。石墨体积密度大，抗氧化能力强，允许电流密度大，椰壳颗粒活性炭的机械强度高，在高电压条件下依然可以保持物理性质稳定，不会出现掉粉的情况。
本发明的一级填充床电解槽和二级一级填充床电解槽通电状态在粒子电极间形成无数微小电场，电场电压越高，废水处理效果越好。然而电压提高受到废水导电性限制，废水的电导率越高，电压提升空间越小。本发明选择采用不同粒径粒子电极的方式调整极间距，使电导率高的废水保持较大的极间距，电导率低的废水保持较小的极间距，以避免旁路电流和短路电流影响，可有效提高电场电压，有助于废水处理。因此，在一级填充床电解槽内粒子电极粒径为3-5mm，比表面积大于或等于1000㎡/g，中孔率50-70%。主要是由于一级填充床处理的废水浓度相对较高，电导率大，选择大粒径的粒子电极，增加极间距有利于保持较高的工作电压，增强废水处理效果。二级填充床电解槽内粒子电极粒径为1-3mm，比表面积大于或等于1200㎡/g，中孔率50-70%，主要是由于二级填充床电解槽处理的废水浓度相对较低，电导率小，为增加污染物与粒子电极接触几率选择小粒径的粒子电极，缩小了极间距，但在施加较高工作电压的情况下，也不易发生短路，保证低浓度时废水的处理效果和粒子电极的稳定性。
所述椰壳颗粒活性炭在一级填充床电解槽和二级填充床电解槽内由多孔支撑板承托，在所述多孔支撑板下方设有曝气装置。
所述一级填充床电解槽工作电压在40-200V，二级填充床电解槽工作电极在60-200V。
所述一级填充床电解槽采用直流电源，二级填充床电解槽采用脉冲电源。
在反渗透水处理设备的浓水侧和原水池之间设有管道，通过所述管道使反渗透水处理设备产生的浓水流入原水池。
在本发明的含氰废水深度处理系统中，在一级填充床电解槽上部外侧设置有第一溢流槽，所述原水池和一级填充床电解槽之间的管道一端连接原水池，一端连接在一级填充床电解槽的底部，这样可以使原水池的废水泵入一级填充床电解槽底部，自下而上通过粒子电极床层，充分实现有机物氧化分解、破氰、金属还原。
在二级填充床电解槽的正、负平板式电极的任意一个电极上部外侧设置有第二溢流槽，所述第二溢流槽和二级填充床电解槽的底部联通，所述一级填充床电解槽和二级填充床电解槽之间的管道一端连接第一溢流槽，一端连接在二级填充床电解槽的上部，在二级填充床电解槽和暂存池之间的管道一端连接第二溢流槽，一端连接暂存池，这样可以使一级填充床电解槽的废水溢流进入二级填充床电解槽上部，在二级填充床电解槽内自上而下流过粒子电极床层，进一步去除有机物、氰化物和金属离子，再由与二级填充床电解槽底部联通的溢流槽溢流至暂存池。
本发明还公开了一种采用上述处理系统深度处理含氰废水的方法，包括如下步骤：
(1)将原水池内待处理含氰废水泵入一级填充床电解槽，一级填充床电解槽工作电压范围为40-200V，电解时间为10-60min;
(2)经一级填充床电解槽处理后的废水溢流进入二级填充床电解槽，二级填充床电解槽工作电压范围为60-200V，电解时间为10-20min;
(3)经二级填充床电解槽处理后的废水溢流进入暂存池;
(4)通过高压泵将暂存池内废水输送至精密过滤器，过滤精度为1-5μm;
(5)精密过滤器出水进入反渗透水处理设备，产生的纯水输送至生产线，反渗透浓水通过管道流入原水池与待处理含氰废水一同进入一级填充床电解槽进行处理。
本发明公开的含氰废水深度处理系统和方法包括电解法去除污染物和过滤再生水资源部分，其中，电解部分采用两级电解，一级填充床电解槽处理原水和反渗透产生的浓水，进水泵将待处理含氰废水和反渗透浓水的混合液泵入一级填充床电解槽，自下而上通过粒子电极床层，实现有机物氧化分解、破氰、金属还原，然后经一级填充床电解槽上部溢流进入二级填充床电解槽，在二级填充床电解槽内自上而下流过粒子电极床层，进一步去除有机物、氰化物和金属离子，再由二级填充床电解槽底部联通的溢流槽流至暂存池。过滤再生部分由精密过滤和反渗透两步组成，高压泵将暂存池内废水输送至精密过滤器完成初步过滤后，再进入反渗透水处理设备，反渗透得到的纯水回用于生产线，反渗透浓水流入原水池。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
(1)提高电流效率。根据含氰废水在电解处理各阶段的浓度特点，通过使用不同规格尺寸的粒状电极，选择直流或脉冲电源和工作电压调节，强化传质和反应，降低浓差极化、电化学极化造成的电耗损失，达到提高电流效率的目的。
(2)实现含氰废水深度处理和回用。通过两级电解，含氰废水中各种污染物均可降低较低水平，再经过反渗透作用，可实现废水再生并回用于生产线。
(3)实现金属资源的富集回收。利用粒子电极多孔特点和电吸附作用，可将大部分金属富集在粒子电极上，再通过酸洗、电解等常规工艺，即可实现金属资源的回收。
(4)利用本发明的系统和方法，含氰废水中的污染物去除彻底，无需添加化学药剂，可较大程度回收金属资源，实现水资源再生，操作安全简便。
