[發明專利]一種廢水還原處理方法

無效

• 申請號: 200710053426.3
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101168456A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 袁松虎;陸曉華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種廢水還原處理方法，適用于可還原性有機物和重金屬廢水的處理。

技術背景

我國水污染問題也非常突出，當前的水資源日益緊張。水體污染對水生物和農作物的生態安全以及人類健康均造成很大的影響。工業廢水是造成水體污染的重要貢獻源之一，因而對工業廢水進行處理是非常重要的。

目前的廢水處理方法主要包括物理化學法和生物法。常用的物理化學法如混凝沉淀法，只能對可絮凝性較好的污染物效果好，對水溶性好的污染物效果不明顯。生物法要求廢水具有較好的可生化性，一般要求BOD₅/COD在0.3以上，對于高濃度有毒有機廢水的處理非常困難。另外生物法的耐鹽性能有限，對于通常存在的高鹽度工業廢水，如化工和制藥廢水等，處理效果不太好。

基于零價鐵還原原理的鐵床在廢水和地下水處理中得到較多的應用。向鐵床中混入碳屑構建的內電解體系，可以強化零價鐵的還原效果。目前內電解技術在工業廢水處理中得到了較多的應用。但該技術一個主要缺陷是鐵屑的板結問題，活性碳由于吸附有機物也容易失活。因此，有必要對鐵床和內電解技術進行改進，以提高該技術的實際應用效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有鐵床和內電解技術的不足，提供一種廢水還原處理方法，該方法可以提高有機廢水的可生化性，具有安全可靠、操作簡便、環境友好和成本低廉的優點。

本發明提供的廢水還原處理方法，其步驟包括：

(1)對廢水進行預處理，調節廢水的pH值為酸性，并去除其中的懸浮物；在反應器中放入電極，電極間距1-50cm，電極安裝方式為陰陽極交替放置，或幅射狀放置；其中，陽極材料采用鐵；陰極材料采用碳、銅、鎳、鈀或二氧化錳；

(2)將預處理后的廢水加入上述反應器，使用導線將陰、陽極連通，該過程運行0.5-4小時；完畢后排出廢水，加入氫氧化鈉或石灰溶液調節pH為8-9，使絮凝沉淀，上清液進入后續處理。

本發明方法使用不同性質的材料(如鐵和碳)充當陰陽極，使電極表面發生不同電極電位的電極反應構成原電池，從而促進污染物的處理效果。同傳統的內電解技術相比，該處理方式可以在安裝和運行上更加靈活和方便，可以避免板結問題。本發明通過構建分離式原電池來促進鐵對污染物的還原處理效果，實現同內電解類似的效果，但避免板結問題。本發明具有安全可靠、操作簡便、環境友好和成本低廉等優點，具有應用推廣的價值。

附圖說明

圖1為本發明方法的原理示意圖。

圖2為本發明方法對硝基酚的處理效果曲線圖。

圖3為本發明方法對硝基苯的處理效果曲線圖。

具體實施方式

本發明方法的原理圖如圖1所示，兩邊使用不同電化學性質的材料充當陽極2和陰極3，中間導線連通后構成原電池發生電化學反應，使廢水1中的有機物得到降解。

本發明方法的步驟包括：

①、電極材料選擇：陽極選用還原性較好的環保型材料，如鐵；陰極選用氧化性較好的材料，如碳、銅、鎳、鈀、二氧化錳；電極形狀可以使用棒狀、板狀和網狀。

②、廢水預處理：使用鹽酸或硫酸調節廢水的pH為酸性(小于7)，并去除其中的懸浮物。

③、電極設置：在反應器中放入電極，電極間距1-50cm，電極安裝方式為陰陽極交替放置，或幅射狀放置(中間陰極，周圍陽極)，陰陽極之間使用導線連通，構成原電池促進廢水的降解效果。鐵腐蝕完后定期更換。

④、廢水處理：將預處理后的廢水加入電化學反應器，連通導線即開始廢水處理過程，該過程運行時間0.5-3小時。運行完畢后排出廢水，加入氫氧化鈉溶液調節pH為8-9使絮凝沉淀，上清液進入后續處理單元。

實施例1：硝基酚是一種典型的有毒有機污染物，工業廢水中的硝基酚存在較大危害。配置28mg/L的硝基酚水溶液，使用0.05mol/L的磷酸鹽緩沖液控制體系的pH，分別使用鐵棒(Φ25mm×90mm)和碳棒(Φ25mm×90mm)為陽極和陰極，鐵棒和碳棒之間使用導線連接，間距5cm。硝基酚濃度隨時間的變化情況如圖2所示。串聯碳可以大大提高硝基酚的降解效果，而且串聯碳的效果同鐵碳直接接觸的效果相當。

實施例2：硝基苯是一種典型的有毒有機污染物，本實例以mg/L的硝基苯水溶液為研究對象，使用鐵棒(Φ25mm×90mm)為陽極，銅棒(Φ25mm×90mm)為陰極，陰陽極以導線連接，間距5cm。硝基苯的降解情況如圖3所示。可見，鐵和銅串聯后對硝基苯的降解效果也得到很大的提高。