公布日：2022.07.05
申请日：2022.03.29
分类号：C02F9/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及环保领域，具体关于一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法；本方法利用BDD电极膜组具有极高的氧化电位和极强的氧化性，使得有机物开环裂解，氧化断链，最终彻底氧化成二氧化碳和水；不像传统工艺有大量的固废产生，极大的降低了后续的处理成本；处理后的废水：COD420mg/L，氨氮52mg/L，总镍0.4mg/L，总铬0.1mg/L，pH为中性，指标完全达到了排放标准，实现了清洁生产的目的。
权利要求书
1.一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其工艺流程为：S1混凝沉淀工艺：设备包括电絮凝装置，空压机、冷干机、臭氧发生器；原水罐的水通过泵进入电絮凝装置中；空气经空压机、冷干机、臭氧发生器，制备臭氧，臭氧从电絮凝装置底部经微气浮装置进入电絮凝装置中，通过电解，破乳和混凝作用去除浮油和悬浮物和总镍；去除浮渣得到上清液；S2电化学反应：混凝沉淀后的上清液进入电化学BDD高级氧化膜组以BDD电极为阳极，调节初始pH在7-9之间，电流密度控制在70-130mA/cm2范围内，反应温度控制在30-50℃，对上清液进行电解，电解时间为4-5h；经分离、沉淀后，上清液达标排放，沉淀池内的沉淀物去固废收集池；将混凝沉淀预处理完成的出水排入新的蓄水池；进一步的，在电絮凝进行过程中加入了有效剂量的高效离子絮凝剂；整套工艺设有控制系统，除加药，排污和水质监测需要人员管理，设备采用PLC编程控制，只需设置相应参数即可实现自动化运行控制。
2.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的微气浮装置用于去除所述絮凝反应装置排出的废水中的悬浮物，降低后续处理难度，为撬装式，水箱容积为0.5-3m3，压缩空气流量：3-6m³/h，空气压力：0.4-0.8Mpa，产气流量：0.5-4m³/h，臭氧浓度：120-150mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的电化学反应器的设备占地面积：1-4m2，1-3个电解桶，有效容积1-4m³；电解时间设置为30-90min；配电电源2-5KW。
4.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的电絮凝装置的铝电极，功率1-4KW；当前端水质达标，则可以不开机。
5.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的固废收集桶的数量：1-3个，有效容积：1-6m³。
6.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的控制系统的采用西门子控制系统，定制编程，人员负责现场巡检，补充药剂与定期排污工作。
7.根据权利要求1所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的高效离子絮凝剂的制备方法为：按照质量份数，将20-30份的丙烯酰胺,0.5-5份的改性吡咯单体,0.05-
1.2份的4-丙烯基硫代氨基脲，加入到反应釜中，使用高纯氮气保护，加入50-70份的巯基乙酸，120-140份的四氢呋喃，5-11份的三乙胺，50-60℃反应6-10h，反应混合物减压蒸馏除去四氢呋喃，即可得到所述的一种高效离子絮凝剂。
8.根据权利要求7所述的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的改性吡咯单体的制备方法为:按照质量份数，在氮气保护下，将4-17份的金属钠和10-16份的吡咯加入到70-100份的甲苯中，控温70-80℃，搅拌反应2-4h；降温至室温后将15-22份的乙烯基磺酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温60-70℃下搅拌反应1-3h，得到改性吡咯单体。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法。
一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，其工艺流程为：S1混凝沉淀工艺：设备包括电絮凝装置，空压机、冷干机、臭氧发生器；原水罐的水通过泵进入电絮凝装置中；空气经空压机、冷干机、臭氧发生器，制备臭氧，臭氧从电絮凝装置底部经微气浮装置进入电絮凝装置中，通过电解，破乳和混凝作用去除浮油和悬浮物和总镍；去除浮渣得到上清液；S2电化学反应：混凝沉淀后的上清液进入电化学BDD高级氧化膜组以BDD电极为阳极，调节初始pH在7-9之间，电流密度控制在70-130mA/cm2范围内，反应温度控制在30-50℃，对上清液进行电解，电解时间为4-5h；经分离、沉淀后，上清液达标排放，沉淀池内的沉淀物去固废收集池；将混凝沉淀预处理完成的出水排入新的蓄水池；进一步的，在电絮凝进行过程中加入了有效剂量的高效离子絮凝剂，整套工艺设有控制系统，除加药，排污和水质监测需要人员管理，设备采用PLC编程控制，只需设置相应参数即可实现自动化运行控制。
所述的微气浮装置用于去除所述絮凝反应装置排出的废水中的悬浮物，降低后续处理难度，为撬装式，水箱容积为0.5-3m3，压缩空气流量：3-6m³/h，空气压力：0.4-0.8Mpa，产气流量：0.5-4m³/h，臭氧浓度：120-150mg/L。
所述的电化学反应器的设备占地面积：1-4m2，1-3个电解桶，有效容积1-4m³；电解时间设置为30-90min；配电电源2-5KW。
所述的电絮凝装置的铝电极，功率1-4KW；当前端水质达标，则可以不开机。
所述的固废收集桶的数量：1-3个，有效容积：1-6m³。
所述的控制系统的采用西门子控制系统，定制编程，人员负责现场巡检，补充药剂与定期排污工作。
所述的高效离子絮凝剂的制备方法为：按照质量份数，将20-30份的丙烯酰胺,0.5-5份的改性吡咯单体,0.05-1.2份的4-丙烯基硫代氨基脲，加入到反应釜中，使用高纯氮气保护，加入50-70份的巯基乙酸，120-140份的四氢呋喃，5-11份的三乙胺，50-60℃反应6-10h，反应混合物减压蒸馏除去四氢呋喃，即可得到所述的一种高效离子絮凝剂。
所述的改性吡咯单体的制备方法为:按照质量份数，在氮气保护下，将4-17份的金属钠和10-16份的吡咯加入到70-100份的甲苯中，控温70-80℃，搅拌反应2-4h；降温至室温后将15-22份的乙烯基磺酰氯缓慢加入到反应体系中，加完后控温60-70℃下搅拌反应1-3h，得到改性吡咯单体。
反应机理：电解氧化工艺就是利用电极材料的高氧化还原电位，BDD电极膜组具有极高的氧化电位和极强的氧化性，使得有机物开环裂解，氧化断链，最终彻底氧化成二氧化碳和水；氨氮最终以氮气的形式排出，水中残留少量的硝酸盐。
技术效果：本发明的一种BDD电极的高级氧化处理污水的方法，本发明专利有以下优势：(1)处理范围广；只要电解电极的析氧电位和催化能力能达到要求，应用电解水处理技术几乎可以降解所有的有机物；(2)应用灵活；它既可以作单独处理工艺使用，也可以与其他处理工艺相结合，如作为前处理，可将难降解的有机物或生物毒性污染物转化为可生物降解物质，从而提高废水的可生物降解性；(3)二次污染小；电化学过程中产生的•OH可以无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为CO2、H2O和简单的有机物，很少甚至不会产生二次污染；电子是电化学反应的主要反应物，而且电子转移只在电极与有机废物组分之间进行，不需添加任何氧化剂、还原剂，避免了由于添加化学药剂而引起的二次污染，而且还可通过控制电位，使电极反应具有高度的选择性，防止副反应发生；(4)可控性好；电化学过程一般在常温常压下进行，其控制参数是电流和电位，易于控制和测定；因此，整个过程的可控程度乃至自动控制水平都较高，易于实现自动控制；(5)成本低廉；电化学系统设备相对简单，设计合理的系统，其能量效率也比较高，操作与维护费用也低；同时，作为一种清洁的处理工艺，其设备占地面积小，特别适用于人口拥挤城市的污水处理。
（发明人：赵建军;何家坤;金碧华;王律;师英东）
