申请日2010.03.10
公开(公告)日2010.07.21
IPC分类号C02F101/18; C02F1/467
摘要
本发明涉及一种扩展阳极电解破氰废水处理设备，其组成包括：壳体、阴极板、阳极板、充填于阴阳极板间的粒子电极、连接阴阳极板的直流电源，以及进水槽、进水孔、出水孔、出水槽、排水管、曝气管、排泥口，其改进之处在于：阴极板、阳极板竖直且平行相对的固定于壳体内，所述阴极板表面附有绝缘隔离层，所述粒子电极的材料与阳极板材料相同，与阳极板共同形成扩展阳极。设备内部极板隔离出若干独立的反应室，废水经进水槽均匀分配后，自每个反应腔室的下部进水孔向上流过反应器，从上部出水孔流出，汇集到出水槽。由于每个反应室内充填了与阳极材料一致的粒子，扩展了阳极面积，提高了传质效果和反应效率，使废水中的氰化物得到高效降解处理。
权利要求书
1.扩展阳极电解破氰废水处理设备，其组成包括：壳体、阴极板、阳极板、充填于阴阳极板间的粒子电极、连接阴阳极板的直流电源，以及进水槽、进水孔、出水孔、出水槽、排水管、曝气管、排泥口，其特征在于：阴极板、阳极板竖直且平行相对的固定于壳体内，所述阴极板表面附有绝缘隔离层，所述粒子电极的材料与阳极板材料相同，与阳极板共同形成扩展阳极。
2.根据权利要求1所述的扩展阳极电解破氰废水处理设备，其特征是：所述阳极板是石墨板，粒子电极为石墨粒子，阴极板是带有尼龙网绝缘隔离层的不锈钢板。
3.根据权利要求2所述的扩展阳极电解破氰废水处理设备，其特征是：所述的直流电源为高频直流脉冲电源。
4.根据权利要求3所述的扩展阳极电解破氰废水处理设备，其特征是：具有10～30对竖直且平行相对的阴、阳极板，阴阳极板间距20～50mm，设备内部被阴阳极板隔离出若干个独立的反应室。
5.根据权利要求4所述的扩展阳极电解破氰废水处理设备，其特征是：所述进水孔位于设备反应室的下部，出水孔位于设备反应室的上部，废水自下而上流过反应室，在电场作用下实现对废水中氰化物的降解破除。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的设备，其特征是：以所述的扩展阳极电解破氰废水处理设备为基本单元，通过串联或者并联的方式组成阵列。
说明书
扩展阳极电解破氰废水处理设备
技术领域
本发明涉及一种用电化学电解催化方法处理高浓度含氰废水的设备，属于电化学废水处理技术领域。
背景技术
氰化物是一种剧毒的、危害性较大的化学品，对人和温血动物的作用特点是：毒性大、反应快，尤其是氰化氢气体的质量浓度达到0.005mg/L的时候，短时间内就会引起人头痛和心律不齐等症状，达到中等浓度时，多数情况下，1h之内死亡，少数在24h之内死亡。
氰化物大量应用于国民经济的各个领域在使用过程中极易产生大量有毒的含氰废水，尤其在农药、制药、精细化工、黄金提炼、表面处理等行业生产工艺中氰化物的用量很大，排放含氰废水的水量也很大，而且氰化物的浓度极高，对外界水环境污染极严重。常规含氰废水的处理方法主要是化学氧化法，此方法对低浓度的含氰废水的处理效果较好，但是对于高浓度的含氰废水不但去除率较低，而且投入及运营成本居高不下。高浓度的含氰废水一般采用电解破氰法较为经济、实用、可行，但传统用于破氰的电解设备采用金属材料做极板，阴阳极板间无粒子电极、水流方式是翻腾式，采用恒直流供电方式，其效率低，能耗高，未能实现工业化应用。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服现有电解破氰废水处理设备效率低下，能耗高的缺点，提供一种对高浓度含氰废水处理效率高的扩展阳极电解破氰废水处理设备。
为了解决以上技术问题，本发明的扩展阳极电解破氰废水处理设备，其组成包括：壳体、阴极板、阳极板、充填于阴阳极板间的粒子电极、连接阴阳极板的直流电源，以及进水槽、进水孔、出水孔、出水槽、排水管、曝气管、排泥口，其特征在于：阴极板、阳极板竖直且平行相对的固定于壳体内，阴极板表面附有绝缘隔离层，所述粒子电极的材料与阳极板材料相同，与阳极板共同形成扩展阳极。
本废水处理设备中，粒子电极的材料与阳极板一致，与阳极板共同形成扩展阳极，电解破氰反应是在阳极上发生的，因此阳极面积的扩展，显著提高了传质效果和反应效率。
进一步的，本扩展阳极电解破氰废水处理设备中，所述阳极板是石墨板，粒子电极为石墨粒子，阴极板是带有尼龙网绝缘隔离层的不锈钢板。
更进一步的，所述直流电源为高频直流脉冲电源。这一供电方式既有利于提高氰化物降解效率，又可降低设备电耗，节省运行费用，同时可有效地防止电极极化，提高电极使用寿命。
本发明的有益效果如下：
(1)、设备内部由若干个独立的反应腔室组成，废水从各腔室下部进水孔流入，上部出水孔流出，在电场作用下实现对废水中氰化物的破除反应，反应室下部设有曝气管，通过气搅拌促进反应高效进行。水流下进上出和下部曝气的结构形式，使反应更加充分、有效、完全。
(2)、设备结构新颖，对传统电解阳极的材料与结构进行了选择与改进。本发明阳极极板与充填的粒子电极都采用石墨材料，形成扩展阳极，石墨材质在做电解阳极时具有较高的破氰效果，又由于电解破氰反应是在阳极上发生的，因此阳极面积的扩展，显著提高了传质效果和反应效率。
(3)、高频直流脉冲电源供电方式既有利于提高氰化物降解效率，又可降低设备电耗，节省运行费用，同时可有效地防止电极极化，提高电极使用寿命。
(4)、本发明扩展阳极电解破氰废水处理设备是针对高浓度含氰废水处理的新技术、新方法，处理效果高，氰化物去除率达到99%以上，且操作简单，成本低，可实现破氰电解工艺的工业化应用。
(5)、本技术处理过程中电子转移只在电极及废水组份间进行，不需另外添加氧化还原剂，避免了由于另外添加药剂而引起的二次污染问题，反应中间产物和最终产物均为无毒无害的气体，因此，本技术是清洁处理方法、环境友好技术。
本发明用于处理有毒有害的高浓度含氰(CN-)废水，其采用的是电解破氰原理。电解槽中的含氰废水，在碱性条件下，CN-的氧化电位ψ0=-0.91V，从热力学上看，CN-可以被电化学氧化;从动力学上看，CN-在电极表面具有很高的氧化效率。在电解氧化反应过程中，CN-首先被氧化为氰酸根离子(①式)，然后氰酸根离子水解生成氨(挥发)和碳酸根离子(②式)，与此同时，氰酸根离子也可继续氧化，产生CO2和N2(③式)
CN-+20H--2e→CNO-+H2O ①
CNO-+2H2O→NH4++CO32- ②
2CNO-+40H--6e→2CO2↑+N2↑+2H2O ③
本发明在理论与实践上都证明电解破氰是可行的。
可见，本发明构思奇巧，结构简单，而且使用灵活、方便。预计推出之后，将受到业内普遍欢迎，具有良好的市场前景。
