申请日2016.10.17
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F1/461; C02F1/469; C02F1/66; C02F1/72
摘要
本发明属于水处理领域，涉及一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解‑芬顿反应;反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5;阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。本发明方法降低废水的pH和提高废水的pH的过程都在同一个电化学pH调节装置中同时进行。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置;所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连;所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接;所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接;所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接;
操作过程如下：
废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解-芬顿反应;
反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5;
阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=3~5，然后进行化学芬顿反应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2~4，然后进行微电解-芬顿反应。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2.5~3.5，然后进行电芬顿反应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学pH调节装置中，所述流量计采用蜗轮流量计、蜗街流量计或电磁流量计。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学pH调节装置中，所述阴极室与阴极室进水管之间有一喇叭形阴极室入口，所述阳极室与阳极室进水管之间有一喇叭形阳极室入口。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学pH调节装置中，所述不溶性阳极和不溶性阴极采用具有或不具有水平通孔的极板。
说明书
一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。
背景技术
羟基自由基(·OH)的氧化电位为2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂。由于羟基自由基(·OH)极不稳定，半衰期只有10-9s，因此必须在水中现场产生，才能实现对水中有机污染物的降解。芬顿试剂以亚铁离子(Fe2+)为催化剂，将水中的过氧化氢(H2O2)现场催化产生羟基自由基(·OH)氧化水中的有机污染物。化学芬顿、微电解和电芬顿分别通过外加亚铁盐、微电解和电解产生Fe2+，再与H2O2形成芬顿试剂。这三种最常见的利用芬顿试剂的水处理工艺，都需要在进水和出水端进行pH调节。化学芬顿工艺进水一般需要调节pH=3~6，微电解工艺进水一般需要调节pH=2~4，电芬顿工艺进水一般需要调节pH=2.5~3.5。上述三种工艺，芬顿反应后都在pH=3左右，而出水一般需要调节pH=7~8后再进入后续处理工艺步骤。因此，这些利用芬顿试剂的水处理工艺中，都需要pH调节系统。传统的pH调节的方法都是加酸、加碱，为了保证处理工艺在实际生产中可以自动、连续运行，需要配备酸储罐、碱储罐、加药泵、流量计、管路、阀门、液位计、监控系统等设备。这种pH调节方式存在以下问题：(1)设备的体积大，构造复杂，导致占地面积大，维护难度高;(2)由于酸、碱在水中充分混合，才能实现水的pH均一，所以通过加酸、加碱的方式调节pH需要一个混合的过程，导致pH调节响应速度慢;(3)酸、碱需要定期购买，运输、灌装和储存，三个环节都存在安全隐患;(4)对于特定使用场所，如荒野、沙漠、高山、船舶、钻井平台、地下等，酸、碱的运输和储存难度大、危险度高。
发明内容
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。该工艺方法能连续、精确控制出水pH，且可以自动化控制，不产生新废水，清洁环保。
本发明的一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置;所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连;所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接;所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接;所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接;
操作过程如下：
废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解-芬顿反应;
反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5;
阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。
作为一种优选，废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=3~5，然后进行化学芬顿反应;
废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2~4，然后进行微电解-芬顿反应;
废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2.5~3.5，然后进行电芬顿反应。
所述电化学pH调节装置中，作为一种优选，所述阴极室与阴极室进水管之间有一喇叭形阴极室入口，所述阳极室与阳极室进水管之间有一喇叭形阳极室入口，使得阴极室和阳极室的进水对流更均匀。
所述流量计采用蜗轮流量计、蜗街流量计、或电磁流量计。
所述自动控制装置采用PLC控制系统和电动实行机构(或PLC控制系统和变频电机、变频器)。所述自动控制装置中，需要根据实际情况设置参数。
所述不溶性阳极和不溶性阴极采用具有或不具有水平通孔的极板。
本发明工艺的特点是，降低废水的pH和提高废水的pH的过程都在同一个电化学pH调节装置中同时进行，只需要通过调节废水流量和电流的大小自动调节出水的pH，不需要常规工艺中加酸、加碱的工艺步骤，因此不需要常规工艺中加酸、加碱的设备。
