申请日2015.09.20
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F1/76; C02F1/78; C25B9/08; C25B1/13; C25B1/26
摘要
本发明公开了一种用水处理的混合氧化剂及其制备方法和制备装置，以质量百分比计，混合氧化剂包括：80-94.5%氯、3-10%二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氢化合物;pH2.5-3.5、ORP?1000-1500mv;制备方法为：将自来水和10-300g/L的电解质溶液按流量比(3-13)：(27-37)输入反应器中，控制电压为10-30V，电流为6-30A，发生电化学反应，正极得到混合氧化剂，负极得到碱性溶液;制备装置包括过滤器、电解质溶液罐、电极组、反应器、正极溶液储罐和负极溶液储罐。本发明方法工艺简单，成本低，生产效率高，制得的混合氧化剂具有高抗菌性，使用效率高，不产生氯化的废料，本发明的混合氧化剂主要用作污水处理，也可用作消毒剂。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于水处理的混合氧化剂，其特征在于，以质量百分比计，包括如下组份： 80-94.5%氯、3-10%二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氢化合物。
2.根据权利要求1所述的用于水处理的混合氧化剂，其特征在于，所述混合氧化 剂的pH为2.5-3.5，ORP为1000-1500mv。
3.根据权利要求1所述的用于水处理的混合氧化剂，其特征在于，所述氢化合物 为H2O。
4.一种如权利要求1、2或3所述用于水处理的混合氧化剂的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤：
步骤1、过滤室温自来水;
步骤2、配制电解质液：配制浓度在10-300g/L，温度在20-60℃的电解质溶液;
步骤3、输入反应器：将过滤后的自来水和电解质溶液按流量比(3-13)：(27-37) 分别从电极组正极、负极口输入反应器;
步骤4、接通电源，开始制备：接通电源正负极，调节电压为10-30V，电流为6-30A， 电解溶液;
步骤5、正负极溶液收集：收集正负极口出的溶液，正极溶液即为混合氧化剂。
5.根据权利要求4所述的用于水处理的混合氧化剂的制备方法，其特征在于，步 骤1中过滤后的自来水电导率为125～1250μs/cm。
6.根据权利要求4所述的用于水处理的混合氧化剂的制备方法，其特征在于，步 骤2中所述电解质溶液为用纯水溶解工业用盐制得的溶液或经过滤的海水，所述纯水的 电导率<10μs/cm，温度为20-60℃。
7.一种如权利要求1、2或3所述用于水处理的混合氧化剂的制备装置，其特征在 于，包括过滤器(13)、电解质溶液罐(12)、电极组(21)、反应器、正极溶液储罐(22)、 负极溶液储罐(23)和箱体(11);
所述电极组(21)和反应器设置在箱体(11)内，箱体(11)上设置有自来水入口 (6)、电解质溶液入口(7)、正极溶液出口(8)和负极溶液出口(9);所述过滤器(13) 与自来水入口(6)相连，自来水经自来水入口进入三通管;所述电解质溶液罐(12) 与电解质溶液入口(7)相连，电解质溶液经电解质溶液入口进入三通管;经三通管自 来水与电解质溶液混合后，从电极组的正负极入口进入反应器;
所述反应器包括阳极室(28)和阴极室(27)，阳极室(28)和阴极室(27)之 间采用陶瓷膜(25)隔开;所述电极组的正极(26)与陶瓷膜围成阳极室，电极组的 负极(24)与陶瓷膜围成阴极室，所述阳极室的出口通过正极溶液出口与正极溶液储罐 相连，所述阴极室的出口通过负极溶液出口与负极溶液储罐相连。
8.根据权利要求7所述的用于水处理的混合氧化剂的制备装置，其特征在于，所 述电极组的数量为4、6或8组，电极组两两并联后串联，每组包括一根镀铱钌钛正极 和一根钛负极管，正极插入负极管中，所述陶瓷膜为圆柱体管状膜，设置在负极与正极 之间。
9.根据权利要求8所述的用于水处理的混合氧化剂的制备装置，其特征在于，所 述陶瓷膜为氧化铝掺杂氧化锆的单管陶瓷膜。
10.根据权利要求9所述的用于水处理的混合氧化剂的制备装置，其特征在于，所 述电极组数量为4组，三通管数量为6个，分别为第一三通管、第二三通管、第三三通 管、第四三通管、第五三通管和第六三通管;
所述第一三通管(14)包括第一端口、第二端口和第三端口;所述第二三通管(15) 包括第四端口、第五端口和第六端口;所述第三三通管(16)包括第七端口、第八端口 和第九端口;所述第四三通管(17)包括第十端口、第十一端口和第十二端口;所述第 五三通管(18)包括第十三端口、第十四端口和第十五端口;所述第六三通管(19)包 括第十六端口、第十七端口和第十八端口;
所述第一端口和第二端口分别与自来水入口和电解质溶液入口相连，第三端口与第 四端口相连，第五端口和第六端口分别与第七端口和第十端口相连，第八端口和第九端 口分别与第一电极组和第四电极组的正极口相连，第十一端口和第十二端口分别与第一 电极组和第四电极组的负极口相连，第十三端口与正极溶液出口相连，第十四端口和第 十五端口分别与第二电极组和第三电极组正极口相连，第十六端口与负极溶液出口相 连，第十七端口和第十八端口分别与第二电极组和第三电极组负极口相连。
说明书
用于水处理的混合氧化剂及其制备方法和制备装置
技术领域
本发明涉及混合氧化剂制备技术，特别是一种用于水处理的混合氧化剂及其制备方 法和制备装置。
背景技术
随着工业的快速发展，我国经济和人们的生活水平不断提高，随之而来的环境问题 日益突出，全国有大约超过80%的城市直接排放未经过任何处理的废水到附近的水体， 导致水污染加剧。尤其在全国2000多座县城和19000多个城镇中，其污水的排放量约 占全国总量的一半以上，但这些中小城镇的废水处理能力远远低于全国平均水平，突出 表现在污水处理的基础设施严重贫乏。而且在我国目前的毒性大浓度高且难以生化降解 的印染废水、焦化废水、EDTA废水，石油废水、化工废水，苯酚废水、城市生活废水 等有机废水已成为当前水处理研究的热点。
目前印染废水、焦化废水、石油废水、苯酚、城市生活污水的处理方法有：物理法、 化学法、生物法及其连用方法。虽然物理方法成本低，脱色效果较好，但后处理比较复 杂，易产生二次污染;化学法是提高污水处理效率的有效途径，但成本高;生物法处理 成本低，但对染色分子的降解效果差，需要絮凝沉淀处理，产生污泥形成二次污染。可 见，常规的废水处理方法已经很难使印染废水净化。
化学方法常用的氧化剂为氯气、次氯酸钠、二氧化氯、氯胺、臭氧等，但对运输和 储存过程安全要求很高，会产生二次有害产物，包括三卤甲烷，溴酸盐和有机溴化合物， 不能有效地破坏动植物的胞(鞭毛虫、隐孢子虫);在生产现场，它需要立即使用，或 者存放的话，需要特殊的措施去除重金属离子来净化水和盐;和一些材料和物质的结合 会产生特殊的味道和气味;需要高剂量和较长的接触时间;对使用透析器的患者是有害 的，因为它能渗透通过透析膜，影响红细胞，形成含氮的有害物质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水处理的混合氧化剂及其制备方法和制备装置。
实现本发明目的的技术方案为：
一种用于水处理的混合氧化剂，以质量百分比计，包括如下组份：80-94.5%氯、3-10% 二氧化氯、2-8%臭氧和0.5-2%的氢化合物。
一种上述用于水处理的混合氧化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、过滤室温自来水;
步骤2、配制电解质液：配制浓度在10-300g/L，温度在20-60℃的电解质溶液;
步骤3、输入反应器：将过滤后的自来水和电解质溶液按流量比(3-13)：(27-37) 分别从电极组正极、负极口输入反应器;
步骤4、接通电源，开始制备：接通电源正负极，调节电压为10-30V，电流为6-30A， 电解溶液;
步骤5、正负极溶液收集：收集正负极口出的溶液，正极溶液即为混合氧化剂。
一种上述用于水处理的混合氧化剂的制备装置，包括过滤器、电解质溶液罐、电极 组、反应器、正极溶液储罐、负极溶液储罐和箱体;
所述电极组和反应器设置在箱体内，箱体上设置有自来水入口、电解质溶液入口、 正极溶液出口和负极溶液出口;所述过滤器与自来水入口相连，自来水经自来水入口进 入三通管;所述电解质溶液罐与电解质溶液入口相连，电解质溶液经电解质溶液入口进 入三通管;经三通管自来水与电解质溶液混合后，从电极组的正负极入口进入反应器;
所述反应器包括阳极室和阴极室，阳极室和阴极室之间采用陶瓷膜隔开;所述电极 组的正极与陶瓷膜围成阳极室，电极组的负极与陶瓷膜围成阴极室，所述阳极室的出口 通过正极溶液出口与正极溶液储罐相连，所述阴极室的出口通过负极溶液出口与负极溶 液储罐相连。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
(1)本发明的混合氧化剂溶液具有高抗菌活性，包括对所有病原微生物和胞子; 能够有效去除水管表面的生物膜，从而排除氨化的可能性;
(2)本发明的混合氧化剂溶液即使在低于水处理现有的标准浓度下也能有效，而 且有足够的后劲;
(3)本发明的混合氧化剂溶液不产生氯化的废料，比如三卤甲烷;在溴化物存在 的情况下，不会产生溴酸盐和有机溴的废物;
(4)本发明的混合氧化剂溶液能够破坏酚---不舒服味道和气味的来源;
(5)本发明的混合氧化剂溶液能够通过直接的氧化反应和氧化物沉积来促进水中 铁和镁离子的去除;
(6)本发明的混合氧化剂溶液能够在水处理的过程中去除异味，促进水中悬浮泥 沙的去除;
(7)本发明的混合氧化剂溶液的使用对人体和动物器官是安全的;
(8)跟其他消毒剂相比，本发明的混合氧化剂溶液的成本更低;
(9)在生产现场直接获得任何数量的混合氧化剂溶液和烧碱，可完成任何容量的 氧化剂的合成，免除厂内外氧化剂运输与储存问题;
(10)本发明的制备装置占地面积小，盐和电力消费少，能够利用现有的物流和电 力网络，在没有任何设计和组装工作的条件下，被安装在现有的氯化的场所;
(11)本发明的制备装置运行不需要存储，运输和使用有毒物质，保证水消毒过程 的安全，不需要储存罐和昂贵的加料系统;
(12)本发明的制备装置不需要加氯间和储氯间周围的“排除区域”，可用于小、 中和大型的饮用水处理厂(每天供应500-300000立方米水或更多);
(13)本发明的制备方法可提高电解质溶液中盐的最大转化率，能够降低水管道的 腐蚀速率;
(14)本发明的制备方法操作方便、可连续化生产，省劳动力。
