申请日2012.11.12
公开(公告)日2014.04.30
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明涉及一种在碱性条件下微电解处理废水的方法，该方法包括如下的处理步骤：将pH值为8-12的废水引入微电解反应池进行微电解处理;其中，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。与现有酸性条件下微电解处理工艺相比，本发明的碱性微电解处理工艺可直接用于碱性工业废水的微电解处理，无需像将碱性工业废水预先调节至酸性，从而简化了流程，节约了成本。
权利要求书
1.一种在碱性条件下微电解处理废水的方法，该方法包括如下的 处理步骤：将pH值为8-12的废水引入微电解反应池进行微电解处理;
其中，所述的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;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。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述的碱性微电极盛装在由 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。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述的方法在废水引入微电 解反应池之前还包括如下的处理步骤：
(a)将废水进行均质化处理;
(b)将均质化处理后的废水引入调节池并将废水的pH值调节为 8-12。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其中，所述的方法还包括：
将微电解处理后的废水引入絮凝沉淀池进行絮凝沉淀。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在废水经絮凝沉淀池进行絮 凝沉淀之后还包括如下的处理步骤：
(c)将絮凝沉淀后废水的pH值调节为8-9;
(d)将pH值为8-9的清液排入生化处理系统进行处理。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述的生化处理系统为SBR 反应池(序列间歇式活性污泥法反应池)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述的方法在SBR反应池处 理之后还包括如下的处理步骤：
(e)将从SBR反应池排出的废水引入氧化池进行接触氧化，其中， 在氧化池中和SBR反应池中均添加淀粉作为碳源。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在碱性条件下利用碱性微电 极对废水进行微电解处理之前或之后，还包括在pH为3-5的酸性条件 下利用铁碳微电极对废水进行处理的步骤。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述碱性微电极的多孔性载 体为陶粒。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述二氧化锰的粒径为20～ 120目，所述锌粉的粒径为20～160目，所述陶粒的粒径为1～10mm; 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。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述二氧化锰的粒径为60～ 100目，所述锌粉的粒径为60～120目，所述陶粒的粒径为3～8mm; 而且按重量份计，锌粉、二氧化锰和陶粒的比例为1.0～1.5：1.0～1.5： 0.2～1.0。
说明书
一种在碱性条件下处理废水的微电解工艺
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理的微电解处理工艺;更具体地讲，本 发明涉及一种可在碱性条件下直接处理碱性工业废水的工艺方法。
背景技术
微电解法处理工业废水是一种新兴的环保技术，其利用微电极直接 作用于废水中的各种有害物质，使其降解为无害物质或使其转化为易降 解而便于后续处理的物质。
然而，现有文献报道的微电解处理工艺都是只有在酸性条件下才能 发生氧化还原反应。
例如，中国专利申请200410098587.0公开了一种转鼓式微电解废 水处理反应装置和方法，其采用一个反应池和其中水平放置的转鼓，转 鼓内有隔板，隔板把转鼓均匀分成几部分，其中装填混合均匀的铁屑和 活性炭颗粒，转鼓由调速电机带动。通过转鼓的转动使铁屑和活性炭之 间的位置和铁炭之间形成的微电解电场发生双重位移，有效地防止铁炭 床的阻塞结块。该专利申请中采用铁碳微电极，其需要在酸性条件下才 能发生微电解反应，不能直接处理碱性工业废水。
再如，中国专利申请201010571686.1公开了一种超声波辅助铁碳 微电解废水处理法，其在电解槽内布置超声波发生器，并装入铁碳填料 形成铁碳电解床。在进行废水处理时，首先要向电解槽内装入硫酸溶液 活化15—25分钟，活化进行的最后5分钟开启超声波发生器;其次， 在活化完成后，排出硫酸溶液并用自来水冲洗铁碳电解床，冲洗时也开 启超声波发生器;最后，再冲洗完成后，引入废水，同时开启超声波发 声器，进行铁碳微电解反应。可见，该专利申请也是采用铁碳微电解反 应，也只能在酸性条件下进行废水的微电解处理。
另外，中国专利申请201010553483.X则公开了一种动态微电解废 水处理装置及其水处理方法，其装置包括滚筒反应器、进水管、进气管、 出水管、出气管、传动带、曝气管和支撑基座，滚筒反应器安装支撑基 座上，驱动电机的输出轴依次连接传动带和滚筒反应器，实现滚筒反应 器的滚动，滚筒反应器的两侧设有密封旋转接口并分别与进水管、进气 管、出水管和出气管相连接，排水管的出口及曝气管均设置于滚筒反应 器的内部并与密封旋转接口相连接。该专利申请同样采用铁碳微电极， 只是对于铁碳固定床模式进行了改进。
但是，在工业废水中诸多是碱性废水，因而在微电解法处理时需预 先在废水中加酸，调节其PH值至酸性，经微电解后再用石灰等碱性物 质调节回碱性，以便后续处理。这使得处理流程明显变长，成本显著增 加。目前，业界尚无一种能直接处理碱性工业废水的微电解处理方法。
因此，业界迫切需要一种能在碱性条件下直接处理碱性工业废水的 微电解处理工艺，使得废水处理时无需反复调节废水的PH值，从而缩 短处理流程，并降低成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能在碱性条件下处理废水的微电解处理 工艺，特别是提供一种能直接处理碱性工业废水的微电解工艺方法，使 得碱性废水能直接处理而无需调节其PH值。
为实现本发明的目的，本发明人经过大量的研究，设计出一种能在 碱性条件下微电解处理废水的方法，该方法包括如下的处理步骤：将 pH值为8-12的废水引入微电解反应池进行微电解处理;其中，在微 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。
上述本发明的方法可直接处理碱性工业废水，而且经实验证明其具 有良好的处理效果。
在本发明的碱性微电解处理方法中，碱性微电极可以盛装在由滤布 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， 而且袋装的碱性微电极可以置于微电解反应池下部所设的支撑隔栅上。 这样，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。
在本发明的碱性微电解处理方法中，絮凝沉淀可以采用工业废水处 理中所常用的任何一种絮凝剂，例如聚丙烯酰胺类絮凝剂、亚铁盐絮凝 剂(如硫酸亚铁)、无机高分子絮凝剂(如聚合硫酸铁)、复合絮凝剂等。
实际上，本发明的方法也可以用于非碱性废水的处理，例如，用于 处理酸性或中性的工业废水，此时，在酸性或中性的工业废水引入本发 明碱性微电解反应池之前还要进行如下的处理步骤：
(a)将废水进行均质化处理;
(b)将均质化处理后的废水引入调节池并将废水的pH值调节为 8-12。
另外，本发明的方法在直接处理碱性工业废水时，也可以先对碱性 工业废水进行均质化处理。均质化的处理步骤对于工业处理废水是十分 重要的，因为不同时期产生的废水其成分波动可能较大，特别是在工业 生产过程有波动的情况下，而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以及氧化池的处理效果，导致废 水处理不达标。
进一步地，本发明的方法还可以包括将微电解处理后的废水引入絮 凝沉淀池进行絮凝沉淀的步骤。其中，在废水经絮凝沉淀池进行絮凝沉 淀之后还可以包括如下的处理步骤：
(c)将絮凝沉淀后废水的pH值调节为8-9;
(d)将pH值为8-9的清液排入生化处理系统进行进一步的处理。
上述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)。
若采用SBR反应池，则优选地在SBR反应池处理之后还包括如下 的处理步骤：
(e)将从SBR反应池排出的废水引入氧化池进行接触氧化，其中， 在氧化池中和SBR反应池中均可以添加淀粉作为碳源。
无论是在SBR反应池中，还是在氧化池中，加入淀粉的目的是增 加碳源，以保证生化处理的顺利、平稳进行。
上述本发明的方法还可以与其它废水处理工艺结合起来，形成组合 的废水处理工艺，以达到特殊的处理效果，或用于处理特殊场合或特定 场合下的工业废水。
例如，上述本发明的方法可以与采用酸性微电极的酸性微电解处理 工艺结合起来。在这种组合工艺中，除了在碱性条件下利用碱性微电极 对废水进行微电解处理之外，在此之前或之后，还包括在pH为3-5的 酸性条件下利用铁碳微电极对废水进行处理，以实现单一的酸性微电解 处理或碱性微电解处理无法达到的处理效果。
本发明中，碱性微电解反应池中所采用的碱性微电极的阳极材料可 以为锌粉，阴极材料可以为二氧化锰，多孔性载体可以为陶粒。优选地， 二氧化锰的粒径为20～120目、更优选60～100目如80目，锌粉的粒 径为20～160目、更优选为60～120目如80～100目，陶粒的粒径为 1～10mm、优选为3～8mm;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，更优选的比例为1.0～1.5： 1.0～1.5：0.2～1.0。
本发明中，可通过改变碱性微电极组份二氧化锰、锌粉、陶粒的重 量比，达到对不同碱性废水微电解处理的最佳效果。
本发明中，碱性微电极中所采用的多孔性载体优选为比重小于水的 载体，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等的底部。这种向上的托举力有助于 提高微电解处理的效率。另外，载体采用多孔性材料，有助于阳极材料 和阴极材料的分布，从而有助于形成众多的原电池，也进而有助于提高 微电解处理的效率。
由于陶粒还具有质轻、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。
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。
对于轻污染的废水，例如轻污染的生活废水，经本发明的碱性微电 解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，可以采用本发明的碱性微电解工艺与生 化处理系统进行联合处理，以实现废水的达标排放，因为本发明的碱性 微电解工艺能使难于降解的污染物质发生微电解反应。
与现有铁碳微电极的酸性微电解处理工艺相比，本发明的方法可在 碱性条件下发生氧化还原反应，直接应用于碱性工业废水的微电解处 理，工业废水无需预先酸化，简化了流程，降低了成本，对某些废水的 处理效果优于酸性微电解处理工艺。
下面结合附图和具体实施方式来进一步地说明本发明;但是可以理 解，这些具体的实施方式只是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。 本领域的普通技术人员完全可以在本发明的启示下，对本发明的具体实 施方式进行改进，或对某些技术特征进行等同替换，但这些经过改进或 替换后的技术方案，仍属于本发明的保护范围。
