申请日2012.11.12
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号C02F9/14; C02F9/06
摘要
本发明涉及一种用于废水处理的微电解组合工艺，该微电解组合工艺包括：在pH为3～5的酸性条件下在酸性微电解反应池中对废水进行酸性微电解处理、以及在pH为8～12碱性条件下在碱性微电解反应池中对废水进行碱性微电解处理;其中，酸性微电解反应池中装有酸性微电极，该酸性微电极为铁碳微电极;碱性微电解反应池中装有碱性微电极，该碱性微电极包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料。本发明采用酸性微电解处理与碱性微电解处理相结合的工艺对工业废水进行处理，实现了单一的酸性微电解处理或碱性微电解处理所无法达到的处理效果。
权利要求书
1.一种用于废水处理的微电解组合工艺，该微电解组合工艺包括： 在pH为3～5的酸性条件下在酸性微电解反应池中对废水进行酸性微 电解处理、以及在pH为8～12碱性条件下在碱性微电解反应池中对废 水进行碱性微电解处理;
其中，所述的酸性微电解反应池中装有酸性微电极，该酸性微电极 为铁碳微电极;所述的碱性微电解反应池中装有碱性微电极，该碱性微 电极包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料。
2.如权利要求1所述的微电解组合工艺，其中，所述碱性微电极 的阳极材料为锌粉，阴极材料为二氧化锰，多孔性载体为陶粒。
3.如权利要求2所述的微电解组合工艺，其中，其中，所述二氧 化锰的粒径为20～120目、优选为60～100目，所述锌粉的粒径为20～ 160目、优选为60～120目，所述陶粒的粒径为2-10mm;而且按重 量份计，锌粉、二氧化锰和陶粒的比例为0.5～1.5：0.5～1.5：0.2～1.0、 优选为1.0～1.5：1.0～1.5：0.2～1.0。
4.如权利要求1-3之一所述的微电解组合工艺，其中，在将废水 引入酸性微电解反应池或碱性微电解反应池之前还包括如下的处理步 骤：将废水进行均质化处理。
5.如权利要求1-3之一所述的微电解组合工艺，其中，所述的微 电解组合工艺包括如下的步骤：
(1)将废水进行均质化处理;
(2)将经步骤(1)中完成均质化处理后的废水引入调节池并调节 其pH值为3-5;
(3)将步骤(2)中调节pH后的废水引入酸性微电解反应池进行 酸性微电解处理;
(4)将步骤(3)中完成酸性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-12;
(5)将步骤(4)中完成絮凝沉淀后的废水上清液引入碱性微电解 反应池进行碱性微电解处理。
6.如权利要求5所述的微电解组合工艺，其中，所述的微电解组 合工艺还包括如下的步骤：
(6)将步骤(5)中完成碱性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-9，并加入絮凝剂进行沉淀。
7.如权利要求1-3之一所述的微电解组合工艺，其中，所述的微 电解组合工艺包括如下的步骤：
(1)将废水进行均质化处理;
(2)将经步骤(1)中完成均质化处理后的废水引入调节池并调节 其pH值为8-12;
(3)将步骤(2)中调节pH后的废水引入碱性微电解反应池进行 碱性微电解处理;
(4)将步骤(3)中完成碱性微电解处理后的废水调节其pH值为 3-5，并引入酸性微电解反应池进行酸性微电解处理;
(5)将步骤(5)中完成酸性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-9。
8.如权利要求7所述的微电解组合工艺，其中，所述的微电解组 合工艺在步骤(4)之前还包括如下的步骤：
将步骤(3)中完成碱性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池，加 入絮凝剂进行絮凝沉淀。
9.如权利要求5或7所述的微电解组合工艺，其中，在将完成酸 性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池、调节其pH值后，还进一步加 入了絮凝剂。
10.如权利要求5或7所述的微电解组合工艺，其进一步包括将经 过酸性微电解处理和碱性微电解处理后的废水引入生化处理系统进行 生化处理的步骤。
说明书
一种用于废水处理的微电解组合工艺
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理的微电解组合工艺，特别是指分别在 PH=3～5的酸性条件下运行和在PH=8～12碱性条件下运行的微电解处理 方法的组合应用。
技术背景
成分较简单、生物降解性略好、浓度较低的废水可通过传统的工艺得 到处理，而浓度高、难以生物降解的废水治理在技术和经济上困难很大， 例如医药、印染、石油化工等废水都含有毒性和稳定性强的污染物，采用 常规的物理、化学和生物方法处理这类含有有害物质和难于生物降解的有 机污染物的工业废水，成本高，效率低，吨水处理费用高(如采用焚烧法 处理硝基苯废水)。高昂的处理费用以及没有合适的处理方法使得大量难降 解有机废水得不到有效处理而排放，造成严重的环境污染。而长期不充分 正视和重视环境问题，将严重制约人类的可持续发展。
以铁碳微电极在酸性条件下处理废水，除可直接降低废水中COD外， 还能削弱乃至消除废水中影响微生物活性的有毒物质，使不可生化处理的 废水转变成可生化处理废水，使难生化处理废水变成易生化处理，成为生 化处理废水前预处理的重要手段。中国专利ZL 200910038783.1(本申请 的发明人)和ZL 201110050540.7(本申请的发明人)分别公开了一种新 型的微电极和微电解反应器，其以独特组份和结构实现了在酸性条件下微 电解处理工业废水的工业化应用，在若干企业治理工程中取得良好效果。
但是，对于某些高浓度大分子有机污染废水、高盐分高氨氮废水、含 难降解苯环的有机废水、以及成份复杂的园区综合废水，现今已公开的采 用单一酸性微电解预处理或其它的处理仍难于达到满意的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合的处理方式，以克服单一处理工艺的缺 陷。
为了实现本发明的目的，本申请的发明人经大量研究发现，采用酸性 条件下微电解与碱性条件下微电解相组合的处理方式，可显著提高处理效 果与处理效率。
因此，本发明提供了一种用于废水处理的微电解组合工艺，该微电解 组合工艺包括：在pH为3～5的酸性条件下在酸性微电解反应池中对废水 进行酸性微电解处理、以及在pH为8～12碱性条件下在碱性微电解反应 池中对废水进行碱性微电解处理;其中，酸性微电解反应池中装有酸性微 电极，该酸性微电极为铁碳微电极;碱性微电解反应池中装有碱性微电极， 该碱性微电极包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料。
在本发明的微电解组合工艺中，上述的酸性微电极和碱性微电极可以 分别盛装在由滤布制成、且其上均布有50～300目的孔以保证透气透水性 的耐蚀网袋中。其中，袋装的酸性微电极和袋装的碱性微电极分别置于酸 性微电解反应池下部所设的支撑隔栅上和碱性微电解反应池下部所设的支 撑隔栅上。这样的结构可以防止微电极的沉积，从而提高微电解反应的效 率和微电极材料的使用寿命，而且利于微电极材料的更换。
优选地，在本发明的微电解组合工艺中，所采用的碱性微电极的阳极 材料为锌粉，阴极材料为二氧化锰，多孔性载体为陶粒。进一步优选地， 所采用的二氧化锰的粒径为20～120目、优选为60～100目，所采用的锌 粉的粒径为20～160目、优选为60～120目，所采用的陶粒的粒径为2-10 mm;而且按重量份计，锌粉、二氧化锰和陶粒的比例为0.5～1.5：0.5～ 1.5：0.2～1.0、优选为1.0～1.5：1.0～1.5：0.2～1.0。
本发明中，碱性微电极优选采用陶粒作为多孔性载体，是因为陶粒具 有质轻、耐酸、耐碱等特点，而且方便易得、成本低廉，特别是陶粒优良 的耐碱能力，使其尤其适合作为处理碱性废水之碱性微电极的载体。所使 用的陶粒没有特别限制，市场上一般的商用陶粒均可作为本发明中碱性微 电极的载体，但一般选择比重低于水的陶粒，以便在处理废水时，其能够 产生向上的托举力，防止阳极材料和阴极材料过于沉积在微电解反应池的 底部，而且这种向上的托举力有助于提高微电解处理的效率。
优选地，在本发明的微电解组合工艺中，在将废水引入酸性微电解反 应池或碱性微电解反应池之前还包括如下的处理步骤：将废水进行均质化 处理。由于工业生产中不同时期产生的废水的成分可能波动较大，所以均 质化的处理步骤对于工业处理废水是十分重要的，因为废水成分波动较大 将对微电极产生较大的影响，从而影响其对毒性物质(对硝化菌和反硝化 菌有抑制作用的物质)的处理，进而影响到后续生化处理系统的处理效果， 从而可能导致废水处理不达标。
在本发明的微电解组合工艺中，还可以进一步包括后续的生化处理的 步骤。后续的生化处理系统可以为现有生化处理技术中任何适当的一种， 通常为厌氧好氧法。例如，生化处理系统可以为SBR反应池(序列间歇式 活性污泥法反应池)。
作为本发明微电解组合工艺的一种具体实施方式，本发明的微电解组 合工艺可以包括如下的步骤：
(1)将废水进行均质化处理;
(2)将经步骤(1)中完成均质化处理后的废水引入调节池并调节其 pH值为3-5;
(3)将步骤(2)中调节pH后的废水引入酸性微电解反应池进行酸性 微电解处理;
(4)将步骤(3)中完成酸性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-12;
(5)将步骤(4)中完成絮凝沉淀后的废水上清液引入碱性微电解反 应池进行碱性微电解处理。
为了增强碱性微电解处理后废水的絮凝效果，上述的微电解组合工艺 还可以包括如下的步骤：
(6)将步骤(5)中完成碱性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-9，并加入絮凝剂进行沉淀。
这种具体实施方式的工艺流程特别适用于酸性或中性废水的组合处 理。
作为本发明微电解组合工艺的另一种具体实施方式，本发明的微电解 组合工艺则可以包括如下的步骤：
(1)将废水进行均质化处理;
(2)将经步骤(1)中完成均质化处理后的废水引入调节池并调节其 pH值为8-12;
(3)将步骤(2)中调节pH后的废水引入碱性微电解反应池进行碱性 微电解处理;
(4)将步骤(3)中完成碱性微电解处理后的废水调节其pH值为3-5， 并引入酸性微电解反应池进行酸性微电解处理;
(5)将步骤(4)中完成酸性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池， 调节其pH值为8-9。
上述的微电解组合工艺在步骤(4)之前还可以包括如下的步骤：
将步骤(3)中完成碱性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池，加入絮 凝剂进行絮凝沉淀，然后将絮凝沉淀池的上清液调节其pH值为3-5，并引 入酸性微电解反应池进行酸性微电解处理。
而这种具体实施方式工艺流程则特别适用于碱性或中性废水的组合处 理。
另外，在本发明的微电解组合工艺中，为了增强酸性微电解处理后废 水的絮凝效果，可在酸性微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池、调节其pH 值后，进一步加入絮凝剂。
对于轻污染的废水，例如轻污染的生活废水，经本发明的微电解组合 工艺处理后可得到直接排放的标准，但处理时间比普通生化处理系统明显 缩短;对于重污染的废水，可以采用本发明的微电解组合工艺与生化处理 系统进行联合处理，以实现废水的达标排放，因为本发明的微电解组合工 艺能使难于降解的污染物质发生微电解反应。
本发明中，在生化处理系统如SBR反应池处理之后，本发明的微电解 组合工艺还可以包括如下的处理步骤：将从生化处理系统排出的废水引入 氧化池进行接触氧化。其中，可以在氧化池中和SBR反应池中均添加淀粉 作为碳源，以保证生化处理的顺利、平稳进行。
在制备本发明的微电极时，可以采用各种已知的微粒负载方法，将粉 状的阳极材料和粉状的阴极材料负载于多孔性的载体上。其中，最简单的 方法是将粉状的阳极材料、粉状的阴极材料和多孔性的载体在25℃～ 100℃条件下于混料机内混合10～60分钟。
本发明采用酸性微电解处理与碱性微电解处理相结合的工艺对工业废 水进行处理，实现了单一的酸性微电解处理或碱性微电解处理所无法达到 的处理效果。
